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现代分离技术 第一章 绪论

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现代分离技术

现代分离技术
现代分离技术
4.1.4分类 按两相所处状态分类
流动相
液体
气体
固定相 液体 液-液层析法
气-液层析法
固体 液-固层析法
气-固层析法
现代分离技术
2. 按固定相的使用形式（即实验技术）分： 柱层析、纸上层析、薄层层析 3. 按分离机制分（即物理化学性质）： 吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶
现代分离技术
有机溶剂
反微团：
表面活性剂的极 性头朝内，疏水 的尾部向外，中 间形成极性的“核” (po1ar core)
非极性“尾”
极性“头”
极性的“核”
此极性核具有溶解极性物质的能力，极性核溶解水后， 就形成了“水池”(water pool)。
双水相体系：将两种不同的水溶性聚合物的水 溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值，体系 会自然的分成互不相溶的两相，这就是~。
胶团萃取（micellar extration） 是被萃取物以胶团或者胶体形式从水相被萃取到有机
相的溶剂萃取方法。
表面活性剂的分类：
阴离子表面活性剂； 阳离子表面活性剂； 非离子型表面活性剂。
临界胶束浓度（critical micelle concentration）：表 面活性剂在溶液中开始形成胶团时的浓度称为~ ， 简称CMC。
过滤、其它层析（如亲和层析）等。 4. 按展开方式分： 洗脱法、迎头法、置换法
现代分离技术
4.2◆吸附色层法（adsorption chromatography）
吸附是在1909年提出的一个术语，指在固体或液体内 部或表面的选择性传递。
在吸附过程中，气体或液体中的分子或原子或离子扩 散到固体表面，通过与固体表面的氢键或弱分子间力 作用而吸附，被吸附的物质称为溶质，而固体材料成 为吸附剂。

分离科学与技术第1章 绪论

分离科学与技术第1章 绪论

第一章 绪论
1.2 分离和富集
1.2.1 分离和富集的定义
1.2.2 常见的分离和富集
1.2.3 分离和富集中应注意的问题
第一章 绪论
1.2 分离和富集
1.2.1 分离和富集的定义
分析流程：
样品制备 分解 分离富集 测定 数据处理
第一章 绪论
1.2 分离和富集
1.2.1 分离和富集的定义
QA RA 0 QA
QA0 和 QA 分别表示分离前后欲测物质 A 的含量。
第一章 绪论
1.3 分离方法的评价 1.3.1 分离方法的评价指标 1) 回收率
QA RA 0 QA
RA 通常小于 l00%。原因：挥发、分解或分离不完全， 器皿和有关设备的吸附作用以及其它人为的因素会引起欲 分离组分的损失。 对常量分析（含量 >1% 组分），要求 RA > 99.9%； 对痕量组分，要求 RA > 95％，或至少不低于 90%。
1.1.1 分离过程
1.1.2 分离方法的分类
1.1.3 分离方法的发展
1.1.4 化学分离法发展趋势
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 分离过程 混合是一个自发过程。
分离是一个需要消耗能量的过程 熵减小（外界对体系 做功）。 分离过程涉及：添加物料、引进能量。
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 分离过程 添加物料：吸收剂、溶剂、表面活性剂、试剂、吸收物质、
沉淀、共沉淀、选择溶解、汞齐作用、火试 金等
溶剂萃取、固液萃取、分配色谱、纸色谱、 薄层色谱等 无机和有机离子交换剂、液态离子交换剂 汞阴极电解、电沉积、掩蔽和解蔽
第一章 绪论
1.1 概述

现代仪器分析复习题(答案版)

现代仪器分析复习题(答案版)

现代仪器分析复习题(答案版) 现代仪器分析复题选择题（20道）第一章：绪论1.仪器分析法的主要特点是分析速度快，灵敏度高，重现性好，试样用量少，选择性高。

2.同一人员在相同条件下，测定结果的精密度称为重复性。

3.不同人员在不同实验室测定结果的精密度称为再现性。

4.分析测量中系统误差和随机误差的综合量度是准确度。

第二章5.受激物质从高能态回到低能态时，如果以光辐射形式释放多余能量，这种现象称为光的发射。

6.光谱分析法与其他仪器分析法的不同点在于光谱分析法研究涉及的是光辐射与试样间的相互作用与能级跃迁。

7.根据试样的光谱，可以研究试样的组成和结构。

8.按照产生光谱的物质类型不用，光谱可以分为发射光谱、吸收光谱、散射光谱。

9.频率、波长、波数及能量的关系是频率越高，波长越短，波数越高，能量越高。

10.光谱分析法是一种利用物质与光相互作用的信息来确定物质的组成和结构的仪器分析方法。

第四章11.原子吸收光谱法中的物理干扰可用标准加入法消除。

12.与火焰原子吸收法相比，石墨炉原子吸收法有以下特点：灵敏度高且重现性好，基体效应的影响重现性好，试样量大但检出限低，原子化效率高，因而绝对检出限低。

13.在用原子吸收光谱法测定钙时，加入1%的钾盐溶液的作用是减小背景。

14.塞曼效应法是用来消除背景干扰。

15.通常空心阴极灯是用钨棒做阳极，待测元素做阴极，并在灯内充低压惰性气体。

16.在原子吸收光谱法中，背景吸收产生的干扰主要表现为火焰中产生的分子吸收及固体微粒的光散射。

17.在原子吸收法测定钙时，加入EDTA是为了消除镁的干扰。

18.单色器放在原子化器之前，并将待测元素的共振线与邻近线分开。

19.在原子吸收测定中，正确的做法是选择待测元素中的共振线作分析线，并在维持稳定和适宜的光强度条件下，尽量选用较低的灯电流。

对于碱金属元素，应选用富燃火焰进行测定，并消除物理干扰时可选用高温火焰。

20.有人用一个试样，分别配制成四种不同浓度的溶液，测得的吸光度分别为0.022、0.097、0.434和0.809.测量误差较小的是0.022.21.不需要选择的吸光度测量条件是测定温度。

分离工程绪论

分离工程绪论
31
1.2.2 速率分离过程
(1) 定义
是在某种推动力（浓度差，压力差，温度差，电位差
等）的作用下，有时在选择性透过膜的作用下，利用各
组分扩散速率的差异实现组分的分离。
(2) 特征
这类过程所处理的原料和产品通常属于同一形态，仅有组 成上的差异。
(3) 典型分离单元操作
膜分离-①超滤 ②反渗透 ③渗析 ④电渗析 ⑤气体渗透分离 ⑥液膜分离 热扩散 32
（4） 萃取 精馏
气体和液 体
溶剂改变 原溶液组 分的相对 挥发度
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离甲苯
27
1.2.1 平衡分离过程
（8）共沸精馏
名称
简图
原料 相态
分离媒介
产生相态或 MSA的相态
分离原理
工业应用实例
（ 8） 共沸精馏
汽、 液或 汽液 混合 物
液体共沸 剂（MSA） 和热量 （ESA）
平衡分离
均相混合物
速率分离
变成两相系统
原料与产品同一相， 仅组成不同 膜分离，超滤，反渗透， 渗析，电渗析,场分离
蒸发、精馏、吸收、萃取、结晶
本课程仅讨论传质分离过程。
21
1.2.1 平衡分离过程
能量媒介( ESA，energy separation agent ) - 热，功； 物质媒介（ MSA, matter separation agent）- 吸收剂，萃取剂。
原料：石脑油
沸程120～230 ℃
加氢重整后得到：轻油 非芳烃
苯 甲苯 二甲苯
高级芳烃 邻二甲苯 沸点℃ 144.411 间二甲苯 139.104
目的产物为 对二甲苯
对二甲苯 138.351

第1讲(绪论)

第1讲(绪论)
化学－元素的发现，新化合物的结构确定。 物理－物质的物理性质研究。 生物－样品前处理 化工－试剂和化工产品纯化 医学－治疗血友病的血液制剂。 药学－药理毒理实验，新药开发 材料科学－超纯硅 环境－污水处理（沉淀），垃圾分类（磁力分离法） 石油－除苯汽油（吸附、萃取），石油精炼（蒸馏）。


[(C2H5)2OH]+[FeCl4]的亲溶剂（疏水）势能驱使Fe3+进入乙醚相；
亲溶剂势能远大于浓度差化学势，所以，Fe3+进入乙醚相
1.3 分离过程的本质
结论：
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进行；
总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合，即： G总＝势能项＋熵项＝µ i＋RT lnai 均相体系中只存在浓度差 自发混合。 非均相体系中除浓度差外，还存在各种相互作用（势能） 各组分趋向于分配在低势能相。（自由能降低）
3. 回收率的测定方法
利用标准参考物质（标准样品）、合成样品、分析过的样品、标 准加入法
1.5 分离方法的评价
富集倍数
富集倍数＝待分离组分的回收率/基体回收率
对富集倍数的要求—视样品中组分的最初含量
和所用检测技术灵敏度的高低而定。
高灵敏度和高选择性检测方法无需富集；通常
富集100－1000倍即可。

1. 2. 3. 4.
分离富集技术的特点
分离对象种类繁多（所有天然和合成物质） 分离目的各不相同（检测、制备、定性定量） 分离规模差别很大（g级吨级） 分离技术形形色色（过滤、萃取、离心）
5. 应用领域极为广泛（生物医药、石油、化工）
1.1 分离科学及其研究内容
分离科学的研究内容
分离过程的共同规律
1.2 分离科学的意义

现代分离技术

现代分离技术

现代分离技术超临界流体萃取1、超临界流体萃取（SFE）的基本原理SFE利用SCF作为萃取溶剂，SCF所具有独特的物理化学性质，使其极易于渗透到样品基体中去，通过扩散、溶解、分配等作用，使基体中的溶质扩散并分配到SCF中，从而将其从基体中萃取出来。

提取完成后，改变体系温度或压力，使超临界流体变成普通气体一散出去，物料中已提取的成分就可以完全或基本上完全析出，达到提取和分离的目的。

2、超临界流体萃取（SFE）的特点①通过调节温度和压力可提取纯度较高的有效成分或脱出有害成分；②选择适宜的溶剂如CO2可在较低温度或无氧环境下操作，分离、精制热敏性物质和易氧化物质；③SFE具有良好的渗透性和溶解性，能从固体或粘稠的原料中快速提取有效成分；④通过降低超临近流体的密度，容易使溶剂从产品中分离，无溶剂污染，且回收溶剂无相变过程，能耗低；⑤兼有萃取和蒸馏的双重功效，可用于有机物的分离和精制。

超临界萃取优于液体萃取超临界流体的密度接近于液体超临界流体的粘度接近于普通气体超临界流体的扩散能力比液体大100倍超临界萃取的原则流程流程主要分为两部分：① 在超临界状态下，溶剂气体与原料接触进行萃取获得萃取相；② 将萃取相进行分离，脱除溶质，再生溶剂。

2.2 超临界萃取的特点（1）.选择性超临界流体萃取中使用的溶剂必须具有良好的选择性。

提高溶剂选择性的基本原则是：①操作温度应和超临界流体的临界温度相接近②超临界流体的化学性质应和待分离溶质的化学性质相接近若两条原则基本符合，效果就较理想，若符合程度降低，效果就会递减临界温度接近操作温度者，溶解度大临界温度相同的气体中与溶质化学性质相似的气体溶解度大（2).溶解度溶质的溶解度随着流体相密度的增加而强烈的增加。

物质在超临界流体中的溶解度C 与超临界流体的密度ρ之间的关系可以用下式表示：lnC=mlnρ+b选用的超临界流体与被萃取物质的化学性质越相似，溶解能力就越大。

(3).传递性质超临界流体的传递性质值的范图在气体和液体之间，例如在超临界流体中的扩散系数比在液相中要高出l0～100倍，但是黏度就比其小10～l00倍，这就是说超临界流体是一种低黏度、高扩散系数易流动的相，所以能又快又深地渗透到包含有被萃取物质的固相中去，使扩散传递更加容易。

分离科学与技术 第一章 现代分离科学概论 现代分离科学与技术 教学课件


第三类：膜与传统分离相结合形成的分离技术（耦合与集成技术）：如 膜吸收（membrane-based absorption）、膜萃取（membrane-based extraction）、亲和超滤（affinity ultrafiltration) 、膜反应器 （membrane reaction）等。
现代分离科学与技术的发展趋势Leabharlann

利用方法间的共性，探讨方法间的联系和统一理论和数学 模式的表达 将新技术、新材料引入分析技术中，发展新分离原理和 方法; 解决现代科技和生产过程中重大的分离和纯化问题; 利用现代分析手段，如波谱、电镜、粒子束分析研究分 离过程机理，探讨分离过程动力学及其模型; 计算机模拟分离过程和数学模型的建立; 多种分离方法和技术联用，研究最优化分离条件; 分离发现新的重要物质; 利用电、磁、光、热等建立无污染的分离过程.
分离科学的研究内容

分离过程的共同规律
分离过程中的热力学动力学理论等

各种不同分离技术的分离原理方法设备与应用
①分离过程中的热力学; 功 能量 方向与限度 平衡 ②分离过程中的动力学; 溶质的迁移和扩散 速度与效 率 ③分离过程中发生在界面上的计量置换；
④平衡分离的分子学基础； ⑤疏水效应； ⑥分离过程中的最优化； ⑦分离方法的简介和比较
人们对“分离”一词的反应是强烈的，比如亲人间、朋
友间的分离大多是痛苦的。因此人类社会的分离要考虑是否
有必要。 物质分离也要考虑是否有必要，因为它是需要付出代价
的。
作为物质分离，在科学研究和工业生产中，在日常生活 中也无处不在。
日常生活中的分离


饮食起居:自来水(过滤);净水器（分离膜/吸附 剂）；泡茶（固体浸出法）;榨果汁 环境保护: 污水治理;垃圾分类； 医药卫生：抗菌素的纯化；血透; 病毒的分 离 能源:铀的富集

现代分离方法与技术复习资料

第1章绪论重点：1.3 分离过程的本质1.5 分离方法的评价§1.1 分离科学及其研究内容分离是利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同空间区域或者不同时间依次分配至同一空间区域的过程。

分离科学研究内容：§1.3 分离过程的本质有效识别混合物中不同组分间物理、化学和生物学性质的差别(选择依据)，利用能够识别这些差别的分离介质或扩大这些差别的分离设备来实现组分间的分离或目标产物的纯化。

物理性质：分子形状、大小，溶解度、挥发性，分子极性即电荷性质，流动性等化学性质：分子间的相互作用，分子识别，化学反应等生物学性质：生物大分子之间的分子识别和特异性结合分离（separation）是利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，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至同一空间区域的过程。

实际上，分离是一个相对的概念，人们不可能将一种物质从混合物中100%地分离出来。

富集是指在分离过程中使目标化合物在某空间区域的浓度增加。

富集是分离的目的之一，需要借助分离的手段，富集与分离往往是同时实现。

浓缩指将溶液中的一部分溶剂蒸发掉，使溶液中存在的所有溶质的浓度都同等程度的提高的过程。

浓缩过程也是一个分离过程，是溶剂与溶质的相互分离，不同溶质并不相互分离，它们在溶液中的相对含量(摩尔分数)不变。

纯化是通过分离操作使目标产物纯度提高的过程，是进一步从目标产物中除去杂质的过程。

纯化的操作过程可以是同一分离方法反复使用，也可以是多种分离方法反复使用。

纯度是用来表示纯化产物主组分含量高低或所含杂质多少的一个概念。

注意纯是相对的，不是绝对的。

纯度越高，则纯化操作的成本越高。

物质的用途不同，对纯度的要求也不同。

富集、浓缩和纯化的区分根据目标组分在原始溶液中的相对含量（摩尔分数）的不同进行区分：§1.4 分离方法的分类常用到得分离方法：萃取分离法（包括溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、溶剂微萃取等）、色谱分离方法、膜分离方法（包括渗析、微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、膜萃取、膜吸收、渗透汽化、膜蒸馏等）、电化学分离法、沉淀分离法等。

现代分离方法与技术第1章·绪论


分离
分离（separation）是利用混合物中各组分在 物理性质或化学性质上的差异，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 同的时间依次分配至同一空间区域的过程。实际 上，分离是一个相对的概念，人们不可能将一种 物质从混合物中100%地分离出来。 分离是认识物质世界的必经之路；是各种分析技 术的前提。
实例三：Fe3+和Ti4+的混合实验
Fe3+ 6 mol/L的 HCl
Fe离子的亲溶剂势 能大于浓度差产生 的化学势
Ti4+
6 mol/L的 HCl
抽掉隔板
混合均匀
Fe3+、 Ti4+ 6 mol/L的HCl
均相体系中Fe3+和Ti4+的混合实验
抽掉隔板 乙醚，Fe3+ Ti4+ 6 mol/L的HCl
§1.3 分离过程的本质
宏观上看到的分离过程有时是自发的过程，混合 有时也不能自发进行。如何判断一个混合或分离 过程能否自发进行，要看整个过程（吉布斯）自 由能的变化。总自由能决定体系是趋向混合，还 是趋向分离。如果体系的总自由能降低，则混合 或分离可自发进行。
§1.3 分离过程的本质
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进 行。 总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合。
分离的目的
（1）分析前样品处理：检测灵敏度、仪器的 需要 （2）结构鉴定：红外、核磁、质谱 （3）获取有用物质：天然产物提取分离 （4）除去有害物质：如除去废水中的重金属 （选择性吸附或沉淀分离法）
分离技术特点
（1）分离对象种类繁多：合成、天然 （2）分离的目的各不相同：一般工业上为了 获得有用物质；实验室是为了后续分析。 （3）分离规模差异很大：结构鉴定微克级、 工业生产上吨计的大规模分离纯化。 （4）分离技术形形色色：色谱技术为核心 （5）应用领域极为广泛：化工、医药、食品、 环境等，是推动其他学科发展的动力

《现代分离技术》教学大纲.doc

基本教材 芳钧康祺 九维希家 陆蒋严（2学（8学课程英文译名：Modern Separation Technology任课教师：李定或课程性质：选修课讲授学时：40学时 学分数：2学分适用对象：化学工程与工艺类、生物工程类、环境科学与工程类专业研究生。

一、 课程简介本课程以工程应用为背景，以分离科学与技术的基本原理为主线，在本科学习化工原 理、化工分离过程的基础上，将分离技术的最新发展内容：溶剂萃取、特殊萃取（超临界 流体萃取、反胶团萃取、双水相萃取）沉淀和结晶、膜分离（电渗析、超滤、微滤和反渗 透、纳滤、渗透汽化与气体膜分离）液膜分离、功能性膜分离、特殊精馅（耦（集）合精 馅、恒（共）沸精馅、萃取精馅、反应精锦、短程（分子）精锦）泡沫吸附分离等所涉及到分 离科学与技术的相关内容及最新进展相，理论与应用并重，按一定的教学深度和广度简明地 全面讲授。

二、 教学目的通过本课程的学习，使学生进一步明确物质与物料的分离过程是清洁工艺的重要组成 部分，分离技术在提高生产过程的经济效益、社会效益、环境效益中起举足轻重的作用。

分 离技术广泛应用于化学、化工、生化、医药、材料、冶金、矿冶、轻工、食品、原子能、 环保等领域。

随着科技的发展及学科的交叉和渗透，分离技术的基础研究和应用开发不断 有新进展。

为此，开设本门课程,使化学工程与工艺类专业及相近的生物工程类、环境科学 与工程类专业学生掌握必须的现代分离技术知识。

三、 教学内容1、分离过程化学 新型传质分离技术 生化分离技术 分离过程与技术 清华大学出版社 化学工业出版社 华东理工大学出版社 天津大学出版社2、章节内容绪言 第一章溶剂萃取第一节概述1. 1溶剂萃取化学的发展概况 1.2萃取体系与萃取过程第二节萃取过程的热力学基础2. 1萃取平衡2.2液-液体系溶解度规律第三节 溶剂萃取（1 ）-无机物质的溶剂萃取3. 1萃取体系3.2影响萃取的各种因素第四节 溶剂萃取（2） -有机物质和生物物质的溶剂萃取4. 1 极性有机稀溶液的络合萃取4.2应用第五节萃取过程动力学5.1萃取动力学的研究方法5.2萃取动力学方程示例第六节萃取过程的计算6. 1 单级萃取6.2多级错流萃取6. 3多级逆流萃取6. 4分馅萃取6. 5萃取设备第二章特殊萃取第一节超临界流体萃取及超临界流体技术1. 1 超临界流体萃取过程的特征1.2 超临界流体萃取的流程1. 3超临界流体的热力学基础1. 4超临界流体的动力学基础1.5超临界流体技术的应用及发展动态第二节反胶团萃取及反胶团技术2.1反胶团萃取蛋白质的基本原理2.2反胶团萃取的主要影响因素2.3反胶团技术的应用及发展动态示例第三节双水相萃取3.1基本概念3. 2 双水相萃取的理论基础3. 3双水相萃取的应用（8学第三章沉淀和结晶第一节沉淀和结晶的热力学基础1.1固液平衡1.2相图第二节沉淀2.1氨基酸的沉淀2.2蛋白质的沉淀2. 3 共沉淀法2. 4 均匀沉淀法2.5 沉淀条件第三节结晶3.1 溶液结晶3.2熔融结晶第四节结晶动力学4.1溶液结晶动力学4.2熔融结晶动力学第五节结晶的粒数和粒度分布5.1粒数5. 2 粒础.3. 3双水相萃取2粒度分布第四章膜分离第一节概述1.1膜及膜分离1.2 分离用膜第二节电渗析2. 1电渗析的基本原理2.2离子交换膜（6学（10学（6学第三节 超滤、微滤和反渗透3. 1 概述3.2超滤与微滤3. 3反渗透3.4膜设备及其应用 第四节纳滤4. 1概述4.2纳滤膜分离过程原理和模型4.3影响纳滤膜分离姓能的主要因素 4.4应用 第五节渗透汽化与气体膜分离5. 1 渗透汽化5. 3气体膜分离笫六节液膜分离6. 1液膜的结构及分类6.2液膜分离的机理6. 3液膜分离的传质方程6.4液膜分离过程6. 5液膜的应用笫七节其它功能姓膜分离过程 笫八节展望第五章其它分离技术第一节耦（集）合精馅1. 1恒（共）沸精炮1.2萃取精馅1. 3反应精锚第二节短程（分子）精锚第三节 泡沫吸附分离技术四、 教学方式：多媒体课堂教学五、 教学时间安排:4学时/周x 1 °周六、 考核办法:笔试考试。

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科研领域都需要有高效、快速和经济的分离纯化技术。
2015/12/7
7
分离
• 分离（separation）是利用混合物中各组分在物理性 质或化学性质上的差异，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
次分配至同一空间区域的过程。实际上，分离是一 个相对的概念，人们不可能将一种物质从混合物中 100%地分离出来。 • 分离是认识物质世界的必经之路；是各种分析技术
32
可以显著提高生活质量的实例
NO.1 食品
2015/12/7
33
果汁超滤主要目的是除去易引起果汁发生浑浊沉 淀的大分子物质。血橙是重要的甜橙品种，除富含 维生素C外，还含有丰富的维生素E、β一胡萝卜素、 花青素苷和类黄铜等多酚化合物，苏学素等采用管
式聚偏氟乙烯超滤膜(PVDF)对血橙进行超滤澄清实
的前提。
2015/12/7
8
• 分离的形式主要有两种：一种是组分离；另一种是
单一物质的分离。
• 组分离有时也称为族分离，它是将性质相近的一类
组分从复杂的混合物体系中分离出来。例如，石油 炼制过程中将轻油和重油等一类物质进行分离就属 于族分离。 • 单一物质的分离是将某种物质以纯物质的形式从混
合物中分离出来，比如从乳酸发酵液中获得纯度较
超滤和反渗透组合技术，可以在浓缩乳清蛋白的
同时，从膜的透过液中除掉乳糖和灰分等，这样
就大大扩大了全干乳清的应用范围。引入超滤和
反渗透后，乳清蛋白的质量明显提高。
2015/12/7 35
NO.2 污水处理
2015/12/7
36
萃取用于从工业废水中脱除酚和其它有害
有机物以及重金属离子等；吸附和离子交换
2015/12/7 41
作业
查阅文献写一篇有关分离技术的应用实例的ppt 要求：命名（题目+姓名+班级） 第九周学委统一发给我
2015/12/7
42
成绩核算方式：平时出勤，课堂讨论和作 业占50%，期末考试占50%。
2015/12/7
3
第一章
绪 论
1.1 分离、纯化技术的意义及用途 1.2 分离、纯化技术的特点 1.3 分离、纯化技术的类型 1.4 分离、纯化技术选择 附:分离纯化常用玻璃仪器
2015/12/7
4
现代分离技术
2015/12/7
（2）生物工程产品的产业化生产 其下游技术就是分离纯化工艺，其 工作量和投资占整个过程的50—80%。
2015/12/7 12
（3）有机化合物的性能研究和分析 如： 保健品中褪黑激素的测定；
运动员体液兴奋剂检测；
2015/12/7
13
（4）很多药物有立体异构，其药理性质不同
①氯霉素（广普抗菌药） D-(-)有杀菌活性 L-(+)无
2015/12/7
20
1.3 分离、纯化技术的类 按分离原理不同分为以下几种类型： （1）按蒸气压不同（沸点不同）实现分离 的技术有： 蒸发 普通蒸馏 减压蒸馏 水蒸气蒸馏
蒸馏
分馏
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（2）按在两相中溶解度不同或分配比不同 实现分离的技术有： 经典萃取 双水相萃取 逆流分配 超临界萃取 （3）依靠物质从过饱和溶液中结晶析出的 性质实现分离的技术有： 结晶 重结晶 多步结晶 沉淀法
某个产品成本的决定因素。所以，研究化
合物的分离、纯化技术，为科研和生产服
务是十分重要的工作。
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1.2 分离、纯化技术的特点 （1）分离技术的多样性 有机化合物结构复杂多样，性质千差万别， 决定了分离技术的多种多样。
碳链骨架、 官能团、分 子量及空间 结构不同构 成了性质十 分复杂的有 机家族。
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第一章
绪 论
1.1 分离纯化技术的意义及用途
有机化合物数量极大，结构复杂多样，性质千差万别 ， 它们在被发现或合成的过程中，在其性能研究及分析工作中， 在应用时都离不开分离和纯化步骤。无论是石油化工、制药、 精细化工、生物化工、食品工业和其他有关行业，还是有机
合成，生物化学及生物工程、分析化学、医药和环境保护等
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（4）靠有一定大小孔径的膜来实现不同大 小分子分离的技术有： 透析 超滤
（5）因分子大小不同及带电情况不同在电 场中实现分离的技术有：
电泳 等电聚焦 毛细管电泳法
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（6）利用物质在两相中各种亲和能力的不同 实现分离的技术有：色谱法。
色谱法分类：
按色谱流动相的不同分为：气相色谱和液相色谱。
现代分离技术
目 第一章 绪论 第二章 蒸馏与分馏技术 第三章 萃取分离、逆流分配技术 第四章 结晶分离与升华技术 录
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目
录
第五章
第六章 第七章 第八章
经典色谱分离技术
气相色谱分离、分析技术 高效液相色谱分离、分析技术 膜分离技术
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考核方式
考试方式：开卷，考查；
验，在室温条件下跨膜压差超滤血橙汁，获得了较
高的膜渗透通量，较好地保留了营养物质。
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大豆分离蛋白生产过程中的乳清一直是环保治理
的难点，乳清中的乳清蛋质，大豆低聚糖和盐类，
排放到自然水体会造成污染，回收利用则变废为
宝。借助于对浓缩相不断稀释的全过滤，则可以
获得蛋白质含量更高的乳清蛋白粉。此外，引入
按色谱固定相容器的形状可分为：柱色谱、薄层
色谱和纸色谱。
按固定相对溶质保留机理的不同，又可分为：正
相、反相、离子交换、排阻色谱。
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1.4 分离、纯化技术选择
• 分离纯化方案的设计是分离纯化工作的前提，也 是决定分离工作成败的关键。 （1）分离对象 (按分离对象选择方法:了解待处理 对象（植物材料、动物材料及反应液等）的物质 组成，熟悉各种物质的理化性质；尽可能了解目 标物（被分离物质）的化学结构及其理化性质， 确立目标物可靠的检测目标物方法。)
OH O2N NHR O R= C CHCl2 OH
②葡萄糖 D-(+)在动物代谢作用 中起重要作用 L-(-)既不能被代谢， 也不能在植物体内合成
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CHO HO OH OH OH CH2OH HO HO
CHO OH OH CH2OH L－（－）－葡萄糖
D－（＋）－葡萄糖
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③ 麻黄素
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（2）主要利用化合物物理性质的差异进行分离 如：蒸馏 — 利用沸点差异 重结晶 — 利用溶解度差异 色谱 — 利用吸附性能差异 膜分离 — 利用分子量的大小不同
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（3）每种分离方法均有适应性及局限性
每种分离方法、分离材料、分离工艺都
是依据不同的分离对象、分离目的而确定
的，当分离对象与目的改变时，分离技术 也要重新选择。
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纯度（purity）
• 是用来表示纯化产物主组分含量高低或所 含杂质多少的一个概念。
• 纯是相对的，不是绝对的。纯度越高，则 纯化操作的成本越高。物质的用途不同， 对纯度的要求也不同。
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例如： （1）天然产物试样中微量成分的获得 如：抗癌药物——干扰素，天然的1克价格 达几百万元。
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从熔点、沸点、折光、密度、酸碱性、 分子量、溶解度和吸附性能等方面考查，有 些物质在某些性质上接近，在其他性质上差 别大，而另一些物质也许正好相反。这就决 定了我们只有选择某些合适的方法，利用分 离对象组份间性质有差异的条件实现分离。 所以要求有多种多样的分离方法，以适应实 际需要。
高的乳酸lactic acid，以及生物制药中从混合物中 获得特定的目标物等都属于这一类。
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纯化（purification）
• 纯化是通过分离操作使目标产物纯度提高 的过程，是进一步从目标产物中除去杂质 的过程。 • 纯化的操作过程可以是同一分离方法反复 使用，也可以是多种分离方法反复使用。
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NO.2 药品、疫苗生产
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分离技术在保证药物生产及其质量中起着关键作用。 合成药物的生产类似于精细化工产品，但质量和卫生要 求更严格，各种分离技术在生产中扮演着重要的角色。 抗生素等发酵类医药产品的生产中，大量应用着过滤、 萃取、吸附、膜分离、离子交换、结晶、干燥等分离技 术。 在现代基因工程产品的生产过程中，分离成本有时甚至 要占到其总生产成本的90％以上，并为此发展了许多新 型的高精度分离技术。 在天然药物（如中药等）生产现代化过程中，超临界萃 取、膜分离、先进的过滤、干燥、结晶等分离技术大有 用武之地。
用于处理放射性废水；膜分离方法用于处理
汽车电泳废水；液膜分离技术用于废水中重
金属离子的富集；等等。
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日常生活中得益于分离技术的实例
NO.1 石油加工
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蒸馏是炼油和石化工业的最主要的基本操作过程 之一。早期的炼油工业即是简单的利用釜式蒸馏将石 油的轻重组分加以分离，以生产汽油、煤油和重质油 等产品的过程。现在，原油仍借常压蒸馏及减压蒸馏 按沸程不同进行分离。 蒸馏技术的发展，例如精馏技术的开发、泡罩塔 的应用，提高炼油生产中原油的分离效率，使大规模 连续化的分离操作得以实现，明显降低了设备投资、 操作能耗和分离成本。二十世纪中叶以来各种生产能 力大、分离效率高、流动阻力低的新型塔器的出现， 进一步促进了炼油工业的技术进步和发展。在炼油和 石化等工业的应用中取得了明显的经济效益.