吸附分離技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-10 11:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 交換纖維素兩類 ? 特點(diǎn) ： 骨架松散、親水性強(qiáng)、表面積大、交換容量大、吸附力弱、交換和洗脫條件溫和、分辨率高 ? 常用的離子交換纖維素有： 甲基磺酸纖維素、羧甲基纖維素、二乙基氨基乙基纖維素 葡聚糖凝膠離子交換樹脂 ? 骨架為葡聚糖凝膠，如 sepharose、 sephadex，根據(jù)功能基團(tuán)的不同，亦可分為陽離子交換和陰離子交換樹脂 ? 命名方法：交換活性基團(tuán) +骨架 +原骨架編號(hào) ? 特點(diǎn)：除了具有離子交換功能以外，兼有分子篩的功能，提高了分離的效率 ? 常用的葡聚糖凝膠離子交換樹脂： CMsephadex C2DEAEsephadex A25等 離子交換樹脂的理化性能 ? 外觀：球形、淺色為宜，粒度大小為 16~60目 90%； ? 機(jī)械強(qiáng)度： 90%； ? 含水量： ~； ? 交換容量：重量交換容量、體積交換容量、工作交換容量或稱表觀交換容量（在某一條件下）； ? 穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性； ? 膨脹度：交聯(lián)度、活性基團(tuán)的性質(zhì)與數(shù)量、活性離子的性質(zhì)、介質(zhì)的性質(zhì)和濃度、骨架結(jié)構(gòu)； ? 濕真密度：?jiǎn)挝惑w積濕樹脂的重量； ? 孔度、孔徑、比表面積 離子交換過程 ? 離子交換過程是可逆多相化學(xué)反應(yīng) 式中 A1， A2——液相中的離子 ——吸附的離子 Z1， Z2 —— A1， A2的價(jià)數(shù) ——液相和樹脂相中的溶劑 ns —— 離子交換時(shí)，溶劑從樹脂移入液相的毫摩爾數(shù) n s SAZAZSnsAZAZ ????? 22112211111121, AASS,離子交換機(jī)理 A+自溶液中擴(kuò)散到樹脂表面 A+從樹脂表面進(jìn)入樹脂內(nèi)部的活性中心 A+與 RB在活性中心上發(fā)生復(fù)分解反應(yīng) 解吸附離子 B+自樹脂內(nèi)部擴(kuò)散至樹脂表面 B+離子從樹脂表面擴(kuò)散到溶液中 交換速度的控制步驟是 擴(kuò)散速度 ，不同的分離體系可能由內(nèi)部擴(kuò)散或外部擴(kuò)散控制 ? 樹脂預(yù)處理 ? 離子交換吸附 ? 洗脫 離子交換操作方法 ? 靜態(tài)：操作簡(jiǎn)單、但是分批操作，交換不完全 ? 動(dòng)態(tài)：離子交換柱，操作連續(xù)、交換完全，適宜多組份分離 柱式固定床（ Fixed－ Bed） 模擬移動(dòng)床（ SMB） 離子交換操作方式 樹脂預(yù)處理 ? 物理處理： 水洗、過篩，去雜，以獲得粒度均勻的樹脂顆粒； ? 化學(xué)處理： 轉(zhuǎn)型（氫型或鈉型） 陽離子樹脂 酸 —堿 —酸 陰離子樹脂 堿 —酸 —堿 最后以去離子水或緩沖液平衡 洗脫方式 ? 離子交換完成后，將樹脂吸附的物質(zhì)重新轉(zhuǎn)入溶液的方法 ? 洗脫方法 （ 1）改變?nèi)芤?pH值 （ 2）改變?nèi)芤弘x子強(qiáng)度 樹脂再生 ? 是指使離子交換樹脂重新具有交換能力的過程 ? 酸性陽離子樹脂 酸 堿 酸 緩沖溶液淋洗 ? 堿性陰離子樹脂 堿 酸 堿 緩沖溶液淋洗 ? 方式有：順流再生和逆流再生 3 吸附平衡理論 一定條件下 ， 流體 （ 氣體或液體 ） 與吸附劑接觸 ， 流體中的吸附質(zhì)被吸附劑吸附 ， 經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后 ， 吸附質(zhì)在兩相中的含量不再改變 ， 即吸附質(zhì)在流體和吸附劑上的分配達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡 ， 稱為 吸附平衡 。 相同條件下 ， 流體中吸附質(zhì)的濃度高于平衡濃度時(shí) ， 吸附質(zhì)將被吸附；反之 ， 流體中吸附質(zhì)濃度低于平衡濃度時(shí) ，吸附劑上已吸附的吸附質(zhì)將解吸進(jìn)入流體相 ， 直到達(dá)到新的吸附平衡 。 可見 ， 吸附平衡關(guān)系決定著吸附過程的方向和極限 ， 是吸附過程的基本依據(jù) 。 吸附平衡的常用表示方法有兩種： （ 1） 吸附質(zhì)在流體中的 濃度 （ 液體 ） 或 分壓 （ 氣體 ） ； （ 2） 吸附劑上吸附的吸附質(zhì)的量 ， 克 （ 或摩爾 ） 吸附質(zhì)／克 （ 或表面積 ） 吸附劑 。 1. 蘭繆爾 （ Langnuir） 公式 1） 二個(gè)假設(shè)： ?吸附活性中心間各自獨(dú)立 ?每一個(gè)吸附活性中心只吸附一個(gè)分子 2） 推導(dǎo) ： 吸附速度 =K1（ m∞ － m)C , 解吸速度 =K2 m 當(dāng)達(dá)到平衡時(shí) ， K1（ m ∞ － m)C =K2m m∞ b C K1 m = ———— 其中 b= — 1 + b C K2 m∞ b C m = ———— 1 + b C ? 當(dāng)溶液濃度很稀時(shí) ， 1+bC≈1 ， m= m∞ bC ? 當(dāng)溶液濃度很高時(shí) ， 1+bC≈ bC ， m= m∞ ? 當(dāng)溶液濃度適中時(shí) ， m = K C 1/n 其中 n ＞ 1 此為弗羅德利希（ Freundlich）公式 目前尚沒有成熟的理論來估計(jì)流體－固體之間的吸附平衡關(guān)系 。 因此 ， 需
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