现代分离技术复习思考题及问题详解
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分离技术复习及思考题1、角种分离技术的原理、应用(沉淀分高、溶剂莘取、离子交换、薄层层析、蒸偏、过滤、离心、电泳、泡沫浮选、电解、固相莘取、超临界流体萃取膜分离、毛细管电泳、微波萃取)2、什么情况下要进行样品预处理分离?3、采样的基本原则是什么?简述土壤样品前处理的主要步骤。
有代表性均匀多次重复取样。
4、同体试样消解方式有哪些?5、有机沉淀分离较无机沉淀分离的优点有哪些?何谓共沉淀分离,举例说明。
6、共沉淀与后沉淀对分析结果的影响的处理7、晶型沉淀与无定型沉淀的沉淀条件选择8、何谓均相沉淀,获得均相沉淀的方式有哪儿种?均相沉淀是在均相溶液中,借助于适当的化学反应,有控制地产生为沉淀作用所需的离子,使在整个溶液中缓慢地析出密实而较至的无定形沉淀或大颗粒的品态沉淀的过程。
控制溶液pH的均相沉淀酉旨类或其他化合物水解络合物分解以释出待沉淀离子氧化还原反应产生所需的沉淀离子合成螯合沉淀剂法酶化学反应9、金属离了溶剂萃取分离的原理是什么?分配系数、分配比、分离系数、萃取率的概念及相关计算液-■萃取是指两个完全不互溶或部分互溶的液相接触后,一个液相中的溶质经过物理或化学作用另…个液相,或在两相中重新分配的过程.指一定温度下,处于平衡状态时,--种溶质分肥在互不相溶的两种溶剂中的浓度比值.有机相中被萃取物的总浓度与水相中被萃取物的总浓度之比分离系数(separation coefficient)又称分离因「(separation factor)。
表示某单元分囱操作或某分离流程将两种物质分离的程度。
通常有两种定义:单级分离系数,表示物料中两种物质在某一单元分离操作(单级分离操作)前后相对含景的比值,流程分离系数,表示物料中两种物质在经过某一分离流程前后相对含量的比值。
100DE(%)=57*式中,Vw——水相体积V—TT机相体积萃取效率就等于A在有机相中的总含量比A在两相中的总含量的百分比10、溶剂萃取体系中两种组分一次萃取完全分离的分配比成满足的条件是什么?11、何谓逆流萃取?对萃取率比较低的萃取体系,应采取怎样的萃取方式?其原理为利用螺旋柱在行星运动时产生的多维离心力场,使7[不相溶的两相不断混合,同时保留其中的-相(固定相),利用恒流亲连续输入另-相(流动相),随流动相进入螺旋柱的溶质在两相之间反夏分配,按分配系数的次序,被依次萃取分离出。
现代分离方法与技术第五章课后答案
1、分子蒸馏技术?
答:分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离技术,而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
2、它的原理?
答:当液体混合物沿加热板流动并被加热,轻、重分子会逸出液面而进入气相,由于轻、重分子的自由程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若能恰当地设置一块冷凝板,则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。
这样,达到物质分离的目的。
3、需要如何的条件。
答:残余气体的分压必须很低,使残余气体的平均自由程长度是蒸馏器和冷凝器表面之间距离的倍数。
在饱和压力下,蒸汽分子的平均自由程长度必须与蒸发器和冷凝器表面之间距离具有相同的数量级。
4、有何应用?
答:食品工业、单甘酯的生产、鱼油的精制、羊毛脂的提取。
5、在分离中的应用。
答:色谱分离,MIPS最广泛的应用之一是利用其特异的识别功能去分离混合物,近年来,引人瞩目的立体、特殊识别位选择性分离已经完成。
其适用的印迹分子范围广,无论是小分子(如氨基酸、
药品和碳氢化合物等)还是大分子(如蛋白质等)已被应用于各种印迹技术中。
分离技术复习题分离技术复习题随着科技的不断发展,分离技术在各个领域中扮演着重要的角色。
无论是在环境保护、医学研究还是工业生产中,分离技术都发挥着至关重要的作用。
本文将从不同的角度探讨分离技术的应用,并给出相关的复习题。
一、环境保护中的分离技术1.1 大气污染治理大气污染是当前全球面临的严重问题之一。
分离技术在大气污染治理中起到了关键作用。
请简要介绍以下几种常见的大气污染物分离技术,并列举其应用场景。
1.1.1 除尘技术1.1.2 脱硫技术1.1.3 脱氮技术1.1.4 VOCs分离技术1.2 水处理中的分离技术水资源是人类生存和发展的基础,而水污染问题也日益严重。
分离技术在水处理中起到了至关重要的作用。
请简要介绍以下几种常见的水处理分离技术,并列举其应用场景。
1.2.1 沉淀技术1.2.2 膜分离技术1.2.3 吸附技术1.2.4 活性炭过滤技术二、医学研究中的分离技术2.1 蛋白质分离技术蛋白质是构成生物体的重要组成部分,对于了解生物体的结构和功能具有重要意义。
分离技术在蛋白质研究中扮演着重要的角色。
请简要介绍以下几种常见的蛋白质分离技术,并列举其应用场景。
2.1.1 凝胶电泳技术2.1.2 液相色谱技术2.1.3 质谱技术2.1.4 亲和层析技术2.2 细胞分离技术细胞是生命的基本单位,对于研究生物学、医学等领域具有重要意义。
分离技术在细胞研究中起到了关键作用。
请简要介绍以下几种常见的细胞分离技术,并列举其应用场景。
2.2.1 离心分离技术2.2.2 流式细胞术技术2.2.3 磁珠分离技术2.2.4 免疫分离技术三、工业生产中的分离技术3.1 化学品分离技术化学品分离技术在工业生产中起到了至关重要的作用。
请简要介绍以下几种常见的化学品分离技术,并列举其应用场景。
3.1.1 蒸馏技术3.1.2 结晶技术3.1.3 萃取技术3.1.4 色谱技术3.2 石油炼制中的分离技术石油炼制是现代工业生产中的重要环节,分离技术在石油炼制中起到了关键作用。
精品文档一、名词解释 ............ 1截留率: . (1)水通量: (1)浓差极化: (1)配系数: (1)萃取因素 (1)带溶剂: (1)结晶:. (1)晶核: (1)重结晶: (2)双水相萃取: (2)超临界流体萃取: (2)离子交换技术: (2)膜污染: (2)凝聚值 (2)精馏: (2)最小回流比: (2)萃取精馏: (2)共沸精馏: (2)分离因子: (2)絮凝: (2)错流过滤称切向流过滤: (2)比移值 (2)二、简答题 (2)1.简述进行料液予处理的目的并说明常用的料液预处理方法 (2)2.超临界萃取的特点是什么23.常用的细胞破碎方法有哪些 (2)4.溶剂萃取中萃取剂的选择原则 (2)5.影响溶剂萃取的因素有哪些 (3)6.乳化现象是如何发生的生产中应如何防止乳化现象的发生如何破乳 (3)7.说明双水相萃取的原理影响双水相分配的主要因素有哪些 (3)9.试给出几种常用的工业起晶方法并说明维持晶体生长的条件 (3)10.晶体质量的指标通常包括哪些内容生产中如何获得高质量的晶体产品 (3)11.选择重结晶适宜溶剂的原则是什么 (3)12.离子交换树脂有哪些分类方法 (3)13.离子交换树脂的主要性能指标物理化学性质 (3)14.离子交换树脂为什么要再生活化如何再生 (3)15.微滤超滤纳滤反渗透分离技术的特点及适用范围 (3)16.简要分析膜污染产生的原因和防、治方法 (4)17.简述色谱分离技术的原理及分类 (4)三、实例分析 (4)1.乙醇沉析法提取柑橘皮中的果胶 (4)2.头孢菌素C盐分离工艺剖析 (4)一、名词解释截留率:指溶液经超滤处理后被膜截留的溶质量占溶液中该溶质总量的百分率。
水通量:纯水在一定压力温度0.35MPa25℃下试验透过水的速度L/h×img1815file:///C:/Users/asus/AppData/Local/Temp/ksohtml/wps_clip_image-14539.png2。
现代分离技术期末考试复习资料第一章绪论1、什么是分离?利用混合物中各组分在物理性质、化学性质或生物学性质上的差异,通过适当的装置或方法,使各组分分配至不同的空间区域或在不同的时间依次分配到同一空间区域的过程。
2、分离的主要目的?浓缩、富集、纯化、掩蔽与除杂。
3、对分离方法的一般要求?○1分离度大、回收率、富集倍数高、重现性好;○2设备廉价、操作简单、分离速度快;○3所需能量或分离剂少;○4对分离组分的玷污和损失小。
第二章原料的预处理及固液分离1、生化发酵液有什么组成?最多的什么?水(70%-80%);菌体(细胞体)、碎片20%-30%;胞内外代谢产物;培养基残留成分。
固体颗粒:细胞、杂质、蛋白质絮凝体,催化剂颗粒。
可溶性杂质:金属离子、色素最多的是水(含有大量的核酸、蛋白质和多糖)2、原料液预处理的目的?A、改变发酵液及其中固形物质的物理性质,加快从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离效率;B、去除发酵液的部分杂质,以利于后续操作;C、尽可能使产物转入后续反应的相中(液相)。
3、预处理要求?①菌体分离;②去除固体悬浮物、金属离子、有机杂质、蛋白质;③改变发酵液的性质。
4、发酵液预处理的方法?加热、凝聚和絮凝、吸附、反应消除。
5、絮凝:使用絮凝剂(通常是天然或合成的大分子聚电解质),在悬浮粒子之间产生架桥的作用而使胶粒形成粗大的絮凝体的过程。
6、凝聚:在特定的电解质作用下,破坏悬浮固形颗粒、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,使胶体粒子聚集的过程。
7、固液分离的方法:(沉降、离心和过滤)第三章多组分精馏1、什么是蒸馏?利用液体混合物中各组分挥发度的差异及回流的工程手段来实现分离液体混合物的单元操作。
2、易挥发组分(沸点低挥发性大饱和蒸汽压高轻组分)难挥发组分(沸点高挥发性小饱和蒸汽压低重组分)3、什么是饱和蒸汽压?一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压。
现代分离技术思考题一、名词解释:截留率、水通量、浓差极化、分配系数、HLB值、萃取因素、带溶剂、结晶、晶核、重结晶、双水相萃取、超临界流体萃取、离子交换技术、膜污染、凝聚值、精馏、最小回流比、萃取精馏、共沸精馏、分离因子、凝聚、絮凝、错流过滤(称切向流过滤)、比移值、二、简答题1.简述进行料液予处理的目的,并说明常用的料液预处理方法2.超临界萃取的特点是什么?3.常用的细胞破碎方法有哪些?4.溶剂萃取中萃取剂的选择原则?5.影响溶剂萃取的因素有哪些?6.乳化现象是如何发生的?生产中应如何防止乳化现象的发生?如何破乳?7.说明双水相萃取的原理?影响双水相分配的主要因素有哪些?9.试给出几种常用的工业起晶方法并说明维持晶体生长的条件?10.晶体质量的指标通常包括哪些内容?生产中如何获得高质量的晶体产品?11.选择重结晶适宜溶剂的原则是什么?12.离子交换树脂有哪些分类方法13.离子交换树脂的主要性能指标(物理化学性质)?14.离子交换树脂为什么要再生(活化)?如何再生?15.微滤,超滤,纳滤,反渗透分离技术的特点,及适用范围?16.简要分析膜污染产生的原因和防、治方法?17.简述色谱分离技术的原理及分类?三、实例分析1.乙醇沉析法提取柑橘皮中的果胶操作方法(1)将提取液加入1%的硅藻土作助滤剂,然后送入板框压滤机。
过滤后得无色透明的果胶稀溶液,滤渣弃去(2)将过滤收集的滤液置于真空浓缩装置中,于75℃温度下浓缩,直至浓缩到果胶浓度为4%左右。
(3)将浓缩液置于搪瓷桶中,并冷至室温,然后乙醇以喷淋方式加至已浓缩好的果胶溶液中,乙醇含量控制在40%~50%的范围内,不断搅动。
这时,果胶聚结成海绵状析出。
(4)将果胶—乙醇混合物经1~2h静置后,送入板框压滤机过滤。
收集滤饼(果胶),然后用80%乙醇溶液洗涤滤饼1~2次,再用95%的乙醇洗涤1~2次。
洗完后压干(5)将以上滤好的果胶置于真空干燥器中于55℃左右干燥,即得果胶纯品。
现代分离方法与技术第三版答案第五章答案第五章分离方法与技术
1.现代分离技术包括哪些?
A.离心分离、膜分离、层析分离、溶剂萃取、电泳分离、细胞分离、
凝胶电泳、组蛋白分离,表面增强拉曼散射等。
2.什么是吸附分离?
A.吸附分离是一种利用介质对待分离物质表面的吸附作用实现分离的
方法,主要有离子交换、活性炭吸附、动态混凝土吸附、多孔介质吸附、
吸附液晶体等。
3.层析分离的基本原理是什么?
A.层析分离是一种基于物质的性质(如电荷、大小、密度、极性等)
在特殊介质中的分离机理,通常是利用物质在介质中的不同移动速度实现
分离的。
4.溶剂萃取的优势是什么?
A.溶剂萃取是一种利用溶剂间的不相溶和亲和力,将待分离物质从一
个介质中迁移到另一个介质中实现分离的方法。
溶剂萃取的优势在于多数
化合物的组分都能在指定的溶剂中受到萃取,萃取过程快速,分离效率高,可操作性强,可实现完全分离等。
5.电泳分离的原理是什么?
A.电泳分离是利用电场引起电荷对等物质在液相介质中的有规律迁移
实现分离的方法,也可称之为电动力层析。
它是利用物质在电场作用下的
有规律的移动,对具有不同电荷或分子量的物质经电泳的不同移动速度实现分离的。
第九章 液膜分离及促进传递(习题解答)9-1 什么叫促进传递过程,其作用机理如何?答:促进传递是利用膜中的载体与待分离组分间的可逆化学或络合反应,来促进膜内的传质分离过程,因为这些络合反应快速而具有很高的选择性,可显著提高待分离组分通过膜的传递速率及选择性,提高膜的分离性能。
9-2为什么处理含酚废水用油包水型液膜;利用相同原理可以处理哪些工业废水?答:所谓油包水型,就是内相和外相是油溶液,膜为水质,整个体系称O/W/O 型。
处理含酚废水是指要除去水中所含的酚,废水中的酚通过油膜进入萃取介质内部,反应产物不能通过油溶液,被固定在油内部,使废水中的酚含量降低,所以采用O/W/O 型。
利用相同原理可以处理那些含有本身能溶于油质,但产物不溶于油质的工业废水。
9-3 为什么脱除废水中金属离子采用有载体的液膜?答:有载体输送的液膜是指在液膜中引入载体,由于载体与被分离溶质间的可逆化学反应与扩散过程耦合,促进传质的进行,使分离过程具有很大的选择性与渗透速率。
而无载体输送的液膜则只是用来分离物理、化学性质相似的碳氢化合物,从水溶液中分离无机盐以及从废水中除去酸性及碱性化合物,要脱除废水中的金属离子,必须采用有载体的液膜。
9-4 将液膜分离与液液萃取作一比较。
答:液液萃取一般指通过混合物中介质相对于萃取剂的溶解度不同而进行分离,一般萃取剂只和其中一种介质互溶,如:水可以使甲醇汽油分离成汽油、甲醇水溶液两相。
液膜分离的萃取剂和混合物不直接接触,中间有一层液膜,易溶物质通过液膜进入萃取剂。
如:用中油液膜萃取含酚废水中的酚。
9-5 用间歇式乳化液膜法处理含酚废水,液膜相与内相试剂之比为100:50,待处理料液与内相试剂的体积比为3:1,求油内比R oi 与乳水比R ew 。
解:100250oi R ===膜相体积内相溶剂体积 因为乳化液体积=膜相体积+内相溶剂体积,31=乳化剂体积内相溶剂体积 13131oi R ==⨯=乳化剂体积料液体积9-6以乳化液膜处理含酚废水,废水量为4t 。
新型分离技术习题解答——第3章第一篇:新型分离技术习题解答——第3章第三章反渗透、纳滤、超滤和微滤(习题解答)3-1试分别求出含NaCl 3.5%的海水和含NaCl 0.1%的苦咸水25℃时的理想渗透压。
若用反渗透法处理这两种水,并要求水的回收率为50%,渗透压各为多少? 哪种水需要的操作压力高?+-解:(1):理想溶液渗透压可用van’t Hoff定律计算。
海水中的NaCl可认为完全解离为Na和Cl,即形成渗透压的离子浓度为NaCl 浓度的两倍,故含3.5%NaCl的海水在298K时的理想渗透压为:π=RT∑ci=RT ⎛CiCj⎫35+⎪=8.314⨯298⨯⨯2=2.97MPa58.45⎝MM⎭含0.1%NaCl的苦咸水在298K时的理想渗透压为:1⨯2=0.0848MPa 58.45(2):水回收率为50%时,被(理想)反渗透浓缩后的海水中,NaCl浓度增为3.5%/0.5=7.0%70π=RT∑ci=8.314⨯298⨯⨯2=5.93MPa58.45(3):水回收率为50%时,被(理想)反渗透浓缩后的苦咸水中,NaCl浓度增为0.1%/0.5=0.2%2π=RT∑ci=8.314⨯298⨯⨯2=0.17MPa58.45π=RT∑ci=8.314⨯298⨯由此可知,因海水中NaCl的浓度远比苦咸水中高,其所需的操作压力也远比苦咸水来得高。
其次,苦咸水的回收率达到50%,则反渗透压力将增高一倍。
3-2 含盐量为10000 mg(NaCl)/L的苦咸水, 采用有效面积为10cm2的醋酸纤维素膜,在压力6.0MPa下进行反渗透试验。
在水温25℃时,水流量Qp为0.01cm2/s时,透过液溶质浓度为400mg/L,试计算水力渗透系数Lp,溶质透过系数ω以及脱盐率。
(溶质渗透压系数Φi与溶质的种类及浓度有关,本题取Φi=2。
)解:苦咸水的渗透压:π=φiCRT=2⨯水力渗透系数:10000⨯0.082⨯298=8.35atm58.5⨯1000JVQP=∆P-∆πA(∆P-∆π)0.01==1.94⨯10-8L/cm2s.atm1000⨯10(60-8.35)Lp=溶质渗透系数:QfCFJSω==∆CSA∆CS=0.01⨯400=4.16⨯10-8L/cm2s.atm1000⨯10(10000-400)脱盐率:R0=CB-CfCB=10000-400=96%10000--3-3 透系数LP等于2×108L/cm2·s·MPa,溶质的透过系数P为4×108L/cm2·s的反渗透膜,在操作压力为4.0MPa、水温为25℃条件下进行实验。
第一章膜分离1.什么是分离技术和分离工程?分离技术系指利用物理、化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段。
在工业规模上,通过适当的技术与装备,耗费一定的能量或分离剂来实现混合物分离的过程称为分离工程。
2.分离过程是如何分类的?机械分离、传质分离(平衡分离、速率控制分离)、反应分离第二章膜分离1.按照膜的分离机理及推动力不同,可将膜分为哪几类?根据分离膜的分离原理和推动力的不同,可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。
2.按照膜的形态不同,如何分类?按膜的形态分为平板膜、管式膜和中空纤维膜、卷式膜。
3.按照膜的结构不同,如何分类?按膜的结构分为对称膜、非对称膜和复合膜。
4.按照膜的孔径大小不同,如何分类?按膜的孔径大小分多孔膜和致密膜。
5.目前实用的高分子膜膜材料有哪些?目前,实用的有机高分子膜材料有:纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。
6.MF(微孔过滤膜),UF(超过滤膜),NF(纳滤膜),RO(反渗透膜)的推动力是什么?压力差。
7.醋酸纤维素膜有哪些优缺点?醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。
醋酸纤维素性能稳定,但在高温和酸、碱存在下易发生水解。
纤维素醋类材料易受微生物侵蚀,pH值适应范围较窄,不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。
8.醋酸纤维素膜的结构如何?表皮层,孔径(8-10)×10-10m。
过渡层,孔径200×10-10m。
多孔层,孔径(1000-4000)×10-10m9.固体膜的保存应注意哪些问题?分离膜的保存对其性能极为重要。
主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。
微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜;而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。
温度、pH值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。
冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。
膜的收缩主要发生在湿态保存时的失水。
收缩变形使膜孔径大幅度下降,孔径分布不均匀,严重时还会造成膜的破裂。
当膜与高浓度溶液接触时,由于膜中水分急剧地向溶液中扩散而失水,也会造成膜的变形收缩。
10.工业上应用的膜组件有哪几种?工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。
11.在上述膜组件中装填密度最高的是那种?料液流速最快的是那种?中空纤维式,管式。
12.什么叫浓差极化?如何消除浓差极化现象?在膜分离操作中,所有溶质均被透过液传送到膜表面上,不能透过膜的溶质受到膜的截留作用,在膜表面附近浓度升高。
这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。
它是一个可逆过程。
只有在膜运行过程中产生,停止运行,浓差极化逐渐消失。
它与操作条件相关,可通过降低膜两侧压差,减小料液中溶质浓度,改善膜面流体力学条件,来减轻浓差极化程度,提高膜的透过流量。
13.MF,UF,NF,RO有哪些共同点和不同点?14.反渗透装置有哪些主要部件?保安过滤器有什么作用?主要部件有:压力容器(膜壳)、高压泵、保安过滤器、自动控制与仪器仪表、辅助设备保安过滤器是反渗透装置的最后一级过滤器,要求进水浊度小于2mg/L以下,出水浊度低于0.3-0.12mg/L。
15.微滤和超滤的操作模式有哪两种?内压式和外压式。
死端过滤和错流过滤。
16.什么叫级和段?段---前一组膜组件的浓水流经下一组膜组件处理,流经几组膜组件即称为几段。
级---是指进水(料液)经过一次高压泵加压后通过膜装置的过程17.制备反渗透的膜材料有哪些?制备反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。
18.离子交换膜按照可交换离子的性能是如何分类的?离子交换膜按其可交换离子的性能可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜和双极离子交换膜。
这三种膜的可交换离子分别对应为阳离子、阴离子和阴阳离子。
19.电渗析的核心部件是什么?电渗析的核心是离子交换膜。
20.离子膜电解和双极膜电解氯化钠的产物是否相同?不同。
21.以渗透水为目的渗透蒸发较好膜材料有哪些?聚乙烯醇(PV A)和醋酸纤维素(CA)22.以渗透醇类为目的渗透蒸发较好膜材料是什么?憎水性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)23.分离氢气的气体膜材料有哪些?其材料主要有醋酸纤维素、聚砜、聚酰亚胺等。
24.分离富集氧气的膜材料有哪些?聚二甲基硅氧烷(PDMS)及其改性产品和含三甲基硅烷基的高分子材料。
25.液膜分离法有哪些优缺点?优点:传质推动力大,速率高,且试剂消耗量少,选择性好,分离效果显著。
缺点:强度低,破损率高,难以稳定操作,而且过程与设备复杂。
26.液膜有哪些成分组成?膜溶剂:有机溶剂或水, 构成膜的基体表面活性剂:控制液膜的稳定性添加剂/流动载体:提高膜的选择性, 实现分离传质的关键因素27.画出下列过程的工艺流程图示意图A离子膜电解氯化钠;B双极膜电解氯化钠C电渗析法利用海水制备饮用水;D反渗透法由自来水制备纯净水28.以液膜分离法处理含有苯酚的废水为例,说明液膜分离法的步骤。
包括液膜制备、液膜渗透、澄清分离和破乳四部分第三章新型萃取分离技术1.溶剂萃取法有哪些优缺点?溶剂萃取法优点:①操作可连续化,速度快,生产周期短;②对热敏物质破坏少;③采用多级萃取时,溶质浓缩倍数大、纯化度高。
缺点:由于有机溶剂使用量大,对设备和安全要求高,需要各项防火防爆等措施。
2.什么叫分配定律、分配比、萃取因素、分离因素、浓缩倍数?分配定律:在一定温度、一定压力下,某一溶质在互不相溶的两种溶剂间分配时,达到平衡后,在两相中的活度之比为一常数。
分配比:萃取因素E为:分离因素:在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。
浓缩倍数:3.单级萃取萃取因素E如何计算?萃取率如何计算?式中VF——料液体积;Vs——萃取剂的体积;C1——溶质在萃取液的总浓度;C2——溶质在萃余相的总浓度;D——分配比;m——浓缩倍数4.多级错流萃取萃取率如何计算?5.多级逆流萃取萃取率如何计算?6.什么是表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB)?每一种表面活性剂都有亲水和疏水基团,两种基团的强度的相对关系称为HLB值。
完全不亲水(HLB=0)、完全亲水(HLB=20)O/W型(水包油型)乳状液的乳化剂其HLB值常在8~18之间;W/O型(油包水型)乳状液的乳化剂其HLB值常在3~6之间。
7.影响乳状液类型的因素有哪些?相体积的影响、乳化剂分子空间构型的影响、界面张力的影响、容器壁性质的影响8.什么是盐析作用,产生盐析作用的原因是什么?在萃取过程中在水溶液中加入无机盐,萃取效率增加,这种现象叫盐析作用。
①由于盐析剂与水分子结合,降低了被萃取物在水中的溶解度,使其易转入有机相;②盐析剂降低有机溶剂在水中的溶解③盐析剂增大萃余相比重,有助于分相。
9.什么是双水相萃取?双水相萃取技术,又称水溶液两相分配技术,它利用不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统,静置平衡后,分成互不相溶的两个水相,利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法,称为双水相萃取法。
10.影响双水相萃取的因素有哪些?成相高聚物的分子量、成相聚合物浓度、分配物质的分子量、盐类的影响、温度及其它因素。
11.常用的双水相系统有什么优缺点?PEG-Dex系统优点:盐的浓度低,易分相,不易失活。
缺点:粘度大,价格高PEG-盐系统优点:粘度小,价格低。
缺点:盐的浓度高,界面吸附多,易失活。
12.什么是反胶束?反胶束(reversed micelle),也称反胶团,是表面活性剂分散在连续的有机相中自发形成的纳米尺度的一种聚集体。
13.在反胶束萃取中,目前工业上应用最多的反胶束体系是什么?AOT(阴离子型),其化学名为丁二酸乙基己基酯-磺酸钠。
14.反胶束选择性的分离蛋白质包括那几个过程?萃取过程和反萃取过程两个。
15.反胶束萃取的影响因素有哪些?表面活性剂的种类、水相pH值、温度、离子强度、亲和反胶束萃取16.什么叫超临界流体萃取法(SFE)?超临界流体萃取技术(SFE),又称压力流体萃取、超临界气体萃取、临界溶剂萃取等,是利用处于临界压力和临界温度以上的溶剂流体所具有增加物质溶解能力来进行分离纯化的技术。
17.SFE萃取有哪些优点?优点:①萃取剂在常温常压下为气体,易分离。
②在较低的温度和不太高的压力下操作。
③超临界流体的溶解能力可以通过调节温度、压力、夹带剂在很大范围内变化;而且还可以采用压力梯度和温度梯度。
④不使用有毒溶剂,无污染。
萃取速度快。
缺点:选择性不够高。
18.什么叫超临界流体、超临界流体有哪些哪些特性?超临界流体是指超过临界温度和临界压力状态的流体。
特性:①在临界点附近,在临界温度稍高的区域内,压力稍有变化,就会引起密度很大的变化,流体的密度随压力增高而迅速增加,并接近液体密度;②在临界温度与临界压力以上,无论压力多高,流体都不能液化;③在超临界状态下,流体对很多液体、固体物质的溶解能力都有较大增强,并接近于液体的溶解能力。
19.利用CO2作为萃取剂萃取有哪些优点?(1)二氧化碳超临界温度(Tc=31.06℃)是所有溶剂中最接近室温的,可以在35~40℃的条件下进行提取,防止热敏性物质的变质和挥发性物质的逸散。
(2)在CO2气体笼罩下进行萃取,萃取过程中不发生化学反应;又由于完全隔绝了空气中的氧,因此,萃取物不会因氧化或化学变化而变质。
(3)由于CO2无味、无臭、无毒、不可燃、价格便宜、纯度高、容易获得,使用相对安全。
(4)CO2是较容易提纯与分离的气体,因此萃取物几乎无溶剂残留,也避免了溶剂对人体的毒害和对环境的污染。
(5) CO2扩散系数大而粘度小,大大节省了萃取时间,萃取效率高。
20.超临界萃取的影响因素有哪些?(1)压力:高压时,超临界流体的溶解能力强,可最大限度地溶解大部分组分;低压时,在临界点附近,仅能提取易溶解的组分,或除去有害成分;压力增加,绝大多数化合物溶解度都急剧上升。
(2)温度:对流体密度的影响,随温度升高,CO2流体密度降低,导致其溶剂化效应下降,对物质的溶解度也下降;对物质蒸气压的影响,随温度升高,物质的蒸气压增大,使物质在CO2流体中的溶解度增大。
(3)助溶剂(夹带剂):加入极性助溶剂对提高极性成分的溶解度有帮助,对非极性溶质作用不大;相反,非极性助溶剂对极性和非极性溶质都有增加溶解度的效能。
(4)物料性质21.画出超临界萃取的三种典型的流程图。
22.超临界萃取的三种典型的流程有哪些用途?等温法与等压法:主要用于萃取相中的溶质为需要精制的产物;吸附法:主要适用于那些萃取质为需除去的有害成分,而萃取槽内留下的萃余物为提纯产物。
气体特征: 粘度小,接近于普通气体;扩散系数比液体大100倍,比气体小得多,温度和粘度对扩散系数的影响较大,表明,在超临界流体中比液体中的传质要好。