新型分離技術(shù)

主講人:盧彥兵新型分離技術(shù)(1)《分離科學(xué)與技術(shù)》,胡之德編,四川科技出版社(2)《現(xiàn)化分離技術(shù)》,尹芳華等編著，化學(xué)工業(yè)出版社(3)《現(xiàn)代分離科學(xué)理論導(dǎo)引》，耿信篤著,

高等教育出版社(4)《超臨界流體萃取》，張鏡澄主編，化學(xué)工業(yè)出版社(5)《反滲透－膜技術(shù)·水化學(xué)和工業(yè)應(yīng)用》，殷琦譯，化學(xué)工業(yè)出版社(6)《吸附分離技術(shù)》，馮孝庭主編，化學(xué)工業(yè)出版社(7)《膜分離技術(shù)》，劉茉娥等編，化學(xué)工業(yè)出版社教材及主要參考書參考教材：現(xiàn)代分離方法與技術(shù)化學(xué)工業(yè)出版社

(丁明玉等編著)2006第一章緒論1.1分離科學(xué)及其研究內(nèi)容1.1.1分離(separation)

利用混合物中各組分在物理或化學(xué)性質(zhì)上的差異，通過適當(dāng)?shù)难b置或方法，使各組分分配到不同的空間或按不同的時間分配到同一空間的過程。通俗地講，就是將某種或某類物質(zhì)從復(fù)雜的混合物中分離出來，以相對純的形式存在。（1）組分離（族分離）和單一分離組分離：分離一類組分，例如：某種中藥中起藥效組分分離；天然香料中揮發(fā)油的分離；石油煉制中輕油和重油的分離。單一分離：將某種化合物以純物質(zhì)的形式從混合物中分離出來，如：工業(yè)上純物質(zhì)的制備；化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)品的制備、藥物對映異構(gòu)體的分離等。包括多組分相互分離、特定組分分離、部分分離等。單一分離往往是以組分離為基礎(chǔ)的，多種分離方法多次應(yīng)用。（2）富集、濃縮和純化富集（enchichment)

：目的往往是分析而不是分離。使樣品中目標(biāo)組分的濃度升高，提高儀器的檢測靈敏度。富集也是一種分離，借助于分離手段。濃縮（concentraction)：將溶液中的溶劑蒸發(fā)掉，使溶液中溶質(zhì)的濃度提高的過程，富集過程常包含濃縮。純化（Purification)：通過分離操作目標(biāo)產(chǎn)物的純度提高，尤其是去除雜質(zhì)得到純凈化合物的過程。Purity(純度）：主要成分的含量或雜質(zhì)的含量。1.1.2分離科學(xué)（SeparationScience)研究從混合物中分離、富集或純化某些組分，以獲得相對純物質(zhì)的規(guī)律及其應(yīng)用的一門學(xué)科。研究將混合物中某個或某些組分的含量提高以至獲得純化合物的分離方法、技術(shù)及規(guī)律的科學(xué)。1.1.3分離的目的（1）分析前樣品處理：檢測靈敏度、儀器的需要（2）結(jié)構(gòu)鑒定：紅外、核磁、質(zhì)譜（3）獲取有用物質(zhì)（4）除去有害物質(zhì)：如廢水處理1.1.4分離技術(shù)特點(diǎn)（1）分離對象種類繁多：合成、天然（2）分離的目的各不相同：一般工業(yè)上為了獲得有用物質(zhì)；實(shí)驗(yàn)室是為了后續(xù)分析。（3）分離規(guī)模差異很大：結(jié)構(gòu)鑒定微克級、工業(yè)生產(chǎn)上噸計(jì)的大規(guī)模分離純化。（4）分離技術(shù)形形色色（5）應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛化工、醫(yī)藥、食品、環(huán)境等，是推動其他學(xué)科發(fā)展的動力。1.1.5分離科學(xué)的主要內(nèi)容研究分離過程的共同規(guī)律，主要包括用熱力學(xué)原理討論分離體系的功、能量和熱的轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及物質(zhì)輸運(yùn)的方向和限度；用動力學(xué)原理研究各種分離過程的速度與效率；研究分離體系的化學(xué)平衡、相平衡和分配平衡。研究基于不同分離原理的分離方法、分離設(shè)備及其應(yīng)用。1.井1.隸6分離箭的基棉本原旨則和每要求（1）分符離因套子盡沖可能警的高蒸；（2）消耗最的分離韻材料夠、設(shè)總備和盼能源仍費(fèi)用在盡可宮能少屑；（3）分佳離操鴨作簡理單、醒速度謊快；（4）分武離純勇度盡醉可能飄的高仰。選擇渣最適河宜的行分離引方法六和技淘術(shù)1.魔2分離荒科學(xué)舅的重思要性（1）認(rèn)姑識物肅質(zhì)世渴界的藍(lán)必經(jīng)融之路卸：獲犁得純?nèi)谖镔|(zhì)蒸、鑒言定結(jié)錘構(gòu)、您了解告物理芽化學(xué)扛性質(zhì)（2）各犯種分怕析技闖術(shù)的今前提滑：去怪除干錄擾、夕提高膜檢測欄限（舍濃縮能、富剩集）（3）其松他學(xué)的科發(fā)籃展的浩基礎(chǔ)銹：天眨然產(chǎn)壩物提敲取與扛分離型、藥擋物化溪學(xué)、鍛有機(jī)固化學(xué)微、食悼品科多學(xué)等（4）獲引取有容用物慢質(zhì)的舌手段或：純遙凈水歷、精尊鹽、繡天然撕色素例如慘：（1）天牽然產(chǎn)租物試疾樣中觸微量朽成分板的獲裕得如：跨抗癌仰藥物——干擾版素，丸天然耽的1克價柴格達(dá)畢幾百駱萬元糧。（2）生血物工嘩程產(chǎn)敏品的育產(chǎn)業(yè)礙化生柏產(chǎn)其下菜游技瘋術(shù)就遇是分座離純著化工贈藝，訂其工鑼作量呀和投覆資占濤整個馬過程弊的50遠(yuǎn)—8乖0%。（3）有衣機(jī)化點(diǎn)合物保的性獵能研狡究和金分析如：雅保健雨品中腥褪黑役激素笨的測血定；運(yùn)動拼員體譯液興潑奮劑百檢測疼；（4）很臺多藥黃物有饞立體迎異構(gòu)筍，其轟藥理父性質(zhì)罵不同①氯霉矛素（廣泡普抗蜜菌藥幣）D-(甩-)有殺調(diào)菌活極性L-(叫+)無②葡萄柿糖D-射(+獎)在動惜物代遺謝作眉用中慕起重聰要作叉用L-死(-昌)既不脹能被贏代謝瀉，也待不能竄在植方物體阿內(nèi)合卵成③麻黃登素左旋糠體有唐療效桐；右旋膝體不啟僅無輝療效匹，而魚且還畫干擾濃左旋鋤的作奇用④既5-乙基-5憶(1胡,3焰-二甲讀基丁?；?巴比直妥酸敘鹽S-（-）抑甲制中器樞神肺經(jīng)（殃催眠嶺鎮(zhèn)痛僑藥）R-（+）驚憐厥劑16兩種勢構(gòu)型南具有執(zhí)不同盛活性頌的手廢性藥捐物17因母但體使蠢用反很應(yīng)停墨而致冤畸性季的兒她童反應(yīng)霉?；瘔膶W(xué)名勺稱為揪沙利糖度胺(T正ha趟li眾do含mi茄de墓)，分鳴子中攔具有屋一個情手性害中心緊，其R異構(gòu)策體對斃孕婦疑具有親鎮(zhèn)靜要和安久眠用掙，而S異構(gòu)凱體則會切無一宜例外輝地導(dǎo)致如胎兒鹽畸變。問題錄的提侄出實(shí)際率樣品獵的復(fù)醉雜性干擾洞的消葛除控制庸實(shí)驗(yàn)醋條件使用閥掩蔽呀劑分離se塊pa纏ra勵ti鋸on分析雞方法尺靈敏較度的快局限條性滿足德對靈挖敏度接的要消求選擇紋靈敏生度高蕉的方挑法富集en世ri閥ch損me從nt例：海水腰中U（IV韻)的測解定C=粱1畫~架3g刑/紹L難以礙測定富集草為C=削10尼0糾~御20巾0g筒/禍L可以挨測定1.免3分離牛技術(shù)許的特點(diǎn)（1）分環(huán)離技異術(shù)的孔多樣盾性有機(jī)糕化合畜物結(jié)構(gòu)請復(fù)雜筆多樣，性質(zhì)刪千差臥萬別，決邁定了騎分離靈技術(shù)冷的多妖種多弊樣。碳鏈帶骨架揉、官姿能團(tuán)阿、分舉子量禮及空滴間結(jié)惱構(gòu)不咬同構(gòu)濾成了址性質(zhì)漏十分厭復(fù)雜天的有即機(jī)家尾族。從熔助點(diǎn)、哭沸點(diǎn)陳、折幼光、賭密度羅、酸升堿性懂、分糠子量舍、溶巨解度繡和吸慮附性嚇能等士方面他考查廳，有誘些物膠質(zhì)在癥某些冰性質(zhì)愈上接叛近，茄在其紡他性聞質(zhì)上敗差別搏大，施而另恭一些貴物質(zhì)罩也許抹正好緊相反模。這端就決崇定了喇我們宇只有矩選擇卻某些甘合適勸的方芹法，害利用綱分離充對象焰組份綠間性船質(zhì)有目差異昨的條嫁件實(shí)嚇現(xiàn)分回離。虜所以歸要求劈燕有多鋪種多間樣的籍分離州方法甚，以潑適應(yīng)粱實(shí)際歲需要羅。（2）主肅要利枝用化屠合物膠物理熊性質(zhì)種的差野異進(jìn)秧行分宵離如：異蒸餾—利用生沸點(diǎn)叫差異重結(jié)羅晶—利用給溶解鋪度差草異色譜—利用賠吸附中性能干差異膜分徐離—利用窮分子獅量的耐大小尼不同（3）每就種分盒離方己法均仿有適禮應(yīng)性追及局路限性每種誘分離氏方法立、分舞離材殲料、睬分離臉工藝紫都是烤依據(jù)戒不同索的分拍離對擾象、寬分離黑目的出而確半定的漫，當(dāng)勁分離鄙對象興與目梳的改母變時憐，分球離技酒術(shù)也肢要重純新選租擇。（4）分陣離技與術(shù)與師設(shè)備部發(fā)展矩迅速新理鳴論的險(xiǎn)出現(xiàn)擊、新假技術(shù)停和新節(jié)材料蠶的采往用大猜大推籃進(jìn)了騙分離哈純化酬技術(shù)劑的發(fā)露展。康如：①計(jì)鍵算機(jī)聯(lián)和電出子技摟術(shù)的磚廣泛殿使用普使自罵動化削程度購大大柿提高濃；②酶東制劑系的使煎用為句手性柱化合閑物的劃分離錫開辟稈了新蹦途徑德；③色僻譜技揪術(shù)和兆儀器角的進(jìn)乓步大廈大推崗動了僑分離梯技術(shù)恰的進(jìn)昨步；④膜任技術(shù)翅的應(yīng)芒用提干高了貸分離黃處理獄量而探且降筑低了雪成本鍛。分離更過程養(yǎng)示意籠圖力學(xué)旋能：泡機(jī)械凡能、低流體獲動能固、位屆能、槳熱能化學(xué)須能：狗溶度智差、咽化學(xué)胞結(jié)合差能、電能陳、光集能、兩核能櫻等對各密組分挨所特正有的銀性質(zhì)吩差作墓用能量或分離劑原料物流（一個或數(shù)個）分離裝置兩個以上的產(chǎn)品物流（濃度不同）1.薪4分離她方法康的分梨類物理性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)、電磁性質(zhì)、輸送性質(zhì)、熱力學(xué)性質(zhì)密度、摩擦、表面張力、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、臨界點(diǎn)、溶解度、蒸汽壓、分配系數(shù)、吸附、電導(dǎo)率、擴(kuò)散系數(shù)化學(xué)性質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)、反應(yīng)速率化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)吸附平衡常數(shù)、解離常數(shù)、反應(yīng)速率常數(shù)、電離電勢生物學(xué)性質(zhì)生物親和力、生物吸附平衡、生物學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)通常殼用于顆分離義的物籍質(zhì)性盟質(zhì)按被分離快物質(zhì)玩的性他質(zhì)分判類（1）物扭理分未離法狼：利杰用物理怨性質(zhì)，采華用適簽當(dāng)?shù)酿捨锢響┦侄伍g進(jìn)行丸分離憶，如間離心撿、蒸與餾；（2）化夾學(xué)分煤離法備：按慮被分王離組河分化學(xué)蟲性質(zhì)差異潮，通曉過適想當(dāng)?shù)难曰瘜W(xué)殊過程氏使其齊分離爆。如捎沉淀第分離糊、溶心劑萃啊取、護(hù)色譜假分離燃、選血擇性技溶解緩；（3）物慰理化群學(xué)分節(jié)離法野：按霜被分婦離組療分的物理紀(jì)化學(xué)熟性質(zhì)群差異進(jìn)行物分離滾。如療電泳兼、膜捏分離悄。按分離蓬過程矩的本饒質(zhì)分類（1）平慘衡分兼離過料程利用露外加狠能量文或分?jǐn)㈦x劑暑使混蠶合物憲體系錢形成貧兩相療界面聽，通姻過兩閉相界筑面的呢平衡凡關(guān)系熱使均相方混合壞物得以暫分離霉。如液-液萃共?。ㄟ_(dá)搭到平徑衡時塑的分臭配系賀數(shù)不模同）拾；結(jié)活晶（質(zhì)固-液平繡衡）姐；蒸臘餾（魯液-氣平朽衡）（2）速待度差勉分離考過程利用問外加眼能量瓣，強(qiáng)化棒特殊閉梯度刺場（重境力梯演度、貸壓力秤梯度鳴、溫懸度梯他度、廢濃度旋梯度香、電弓位梯歡度等果）。剛?cè)绺哒鹚倩驑愠倌x心強(qiáng)化盜離心英力場，使用用過相濾材虧料強(qiáng)紙化不絞同物糾質(zhì)移商動的速度葛差。電逮泳強(qiáng)之化離子翅移動渡速度鐘差等。蓄一般比用于非均孫相混屬合物的分防離。（3）反艱應(yīng)分?jǐn)?shù)離過烈程利用燃外加融能量駕或化斷學(xué)試接劑，耍使發(fā)生化學(xué)肺反應(yīng)市或化習(xí)學(xué)反聲應(yīng)被促牲進(jìn)，達(dá)幸到分羨離目要的方題法。例如:煙道判氣脫述硫工挖藝中周，將SO2與石介灰水孕作用岡生成婦石膏殊分離辭；污浴水中督有機(jī)碰物被垃微生言物分彩解為CO2和水摩而分源離。1.企5分離搬、純供化技艙術(shù)選擇分離晶純化版方案片的設(shè)遍計(jì)是術(shù)分離齊純化蛛工作迷的前貿(mào)提，生也是馬決定墊分離軋工作架成敗靈的關(guān)斃鍵。（1）分告離對穗象(按分筑離對徹象選科擇方疏法:了解啞待處今理對厚象（倆植物鏟材料項(xiàng)、動斗物材叫料及段反應(yīng)累液等巴）的負(fù)物質(zhì)膊組成防，熟鑼悉各攜種物責(zé)質(zhì)的樸理化圖性質(zhì)量；盡格可能衡了解山目標(biāo)冠物（儉被分勞離物四質(zhì)）撫的化椒學(xué)結(jié)擋構(gòu)及盈其理煌化性士質(zhì)，尚確立捎目標(biāo)鉗物可欣靠的押檢測孩目標(biāo)計(jì)物方敞法。)（2）分生離目買的（科研披、生蔑產(chǎn)）（3）分尼離量匯（各種卸方法吹處理偷量不烏同）（4）實(shí)夫驗(yàn)條戲件（了解辜和熟纖練掌材握各辱種分汽離技磁術(shù)，帳明確馬各方幅法的領(lǐng)應(yīng)用閥范圍部和優(yōu)長缺點(diǎn),滿足坊以上魔條件流基礎(chǔ)詠上選陰擇廉稀價方棕法）提取沉淀編除雜減壓單蒸餾減壓自蒸餾萃取居除雜實(shí)例1毛花否洋地承黃粗右總甙烈的提興取分怨離萃取羞除雜減壓斤蒸餾溶解普通瞧蒸餾結(jié)晶重結(jié)吹晶干燥續(xù)實(shí)寫例1萃取,化學(xué)起反應(yīng)萃取,化學(xué)關(guān)反應(yīng)萃取,化學(xué)閱反應(yīng)萃取,化學(xué)漿反應(yīng)萃取,化學(xué)匙反應(yīng)精餾,色譜實(shí)例21.蜓6分離蝴方法疑的評職價（1）回拍收率（2）分鞋離因蛋子（3）富樂集倍逝數(shù)（4）其肉它：悄成本性、環(huán)紡境污茫染等（1）回跟收率R為回察收率鹽；Q為實(shí)咬際回耐收量擇；Q0為理刻論回蛇收量R反映頓了被杜分離導(dǎo)物質(zhì)淚在分勺離過晉程中甲的損留失量穴多少愈，是鑰分離憐方法繪準(zhǔn)確造性的催指標(biāo)訂。通常>湖1%的常垂量組皇分，R焦>鴨99銀%；痕遙量組斥分R>卻90先%或95受%。回收廟率測倡量方類法：標(biāo)準(zhǔn)授加入章法：蠶在樣品襲中加入尾已知粒量的兄目標(biāo)斥物標(biāo)厭準(zhǔn)品猜，用飛待檢掙驗(yàn)的因分離珠方法牲將加拼入的蘆標(biāo)準(zhǔn)賤樣品京分離攻出，帶計(jì)算跪目標(biāo)痛組分衰的回朗收率故。樣品炸中一聰般不左含有慢目標(biāo)望組分，若狂有應(yīng)覆測出課含量串，并犧從加哪標(biāo)樣際品中他扣除聽。標(biāo)準(zhǔn)溜樣品號法：章用待屈檢驗(yàn)測的分獸離方山法分倡離標(biāo)準(zhǔn)傷樣品或中的竹目標(biāo)芹物，計(jì)鬧算該凡分離狠方法獨(dú)的回挎收率友。標(biāo)準(zhǔn)剪樣品剪：與桐待分收離樣須品有鄉(xiāng)豐相似紫的基矮體組蒙成，族待分管離物草質(zhì)的諒含量然已知隙（如紋不同保實(shí)驗(yàn)抬室采姓用不便同方邪法進(jìn)舞行過稠準(zhǔn)確投測定每的樣屑品）遵。（2）分誕離因屯子A為目耕標(biāo)組偵分，B為共進(jìn)存組粘分分離灣因子榨表示唇兩種斃物質(zhì)袍被分抬離的肌程度儲，它剩與兩究種物威質(zhì)的魄回收灘率相溫關(guān)，回收掙率相鍵差越牛大分離參效果笑越好繪。分離漲因子梁與分離槽前A,炕B的比吩例有關(guān)悟，也抖與分軟離后守二者志的比掉例有商關(guān)。（3）富海集倍評數(shù)富集軟倍數(shù)=富集墊倍數(shù)廳根據(jù)桿分析射檢測符技術(shù)甚要求羊而定枕，高靈拿敏度陸檢測慶方