《生物分离与纯化技术(生化工艺)第5章 吸附分离技术课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物分离与纯化技术(生化工艺)第5章 吸附分离技术课件（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 吸附分离技术,本章重点： 吸附的类型有哪些？ 常用的吸附剂种类有哪些？ 影响吸附过程的因素有哪些？ 常用的吸附单元操作有哪些方式？,概述,吸附:溶液中的成分通过分子间作用力或氢键结合到固体表面的过程。 特点： 浓缩倍数高，适合从含量极低溶液中富集溶质；有机溶剂用量少；pH变化小；操作简便、安全、设备简单等 应用：广泛应用于生物、制药、食品、化工、环保等,吸附的类型： 物理吸附： 吸附作用力为分子间引力、无选择性、无需高活化能、吸附层可以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快。 极性吸附剂通常对极性物质的吸附作用较强；非极性吸附剂通常对非极性物质的吸附作用较强 化学吸附：吸附作用
2、力为化学键合力，需要高活化能、只能以单分子层吸附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。 交换吸附：吸附剂通过静电作用从溶液中吸附离子，同时释放出等当量的离子到溶液中。,吸附平衡与吸附等温线 溶液中的溶质被吸附剂表面俘获的同时，一部分被吸附的溶质会脱离吸附剂回到溶液，即解吸附，当吸附的速率与解吸附速率达到相等时，吸附剂上的溶质量不再改变即为吸附平衡。 在一定温度下，达到吸附平衡时，单位质量的吸附剂所吸附的溶质量仅与溶液浓度有关，吸附量与溶液浓度的关系称为吸附等温线。,Langmuir吸附等温线,qo和K是经验常数，c代表溶液中溶质浓度,影响吸附的主要因素,吸附剂的性质：比表面积、粒度大小、极性 吸附
3、质的性质：对表面张力的影响，溶解度，极性，相对分子量 吸附溶剂：极性的吸附剂在非极性溶剂中吸附能力更强；非极性的吸附剂在极性溶剂中吸附能力更强 温度：吸附是放热过程，吸附质的稳定性 溶液pH值：影响吸附质的解离 盐浓度：影响复杂，要视具体情况而定,常用的吸附剂,吸附剂通常应具备以下特征： 具有较强的吸附能力（内表面积大） 有较高的吸附选择性 机械强度高 再生容易、性能稳定 价格低廉。,常用的吸附剂,活性炭,常用的吸附剂,活性炭 活性炭的吸附规律： 活性炭在极性溶剂中吸附作用强；在弱极性溶剂中吸附作用弱 水乙醇丙酮氯仿 活性炭对极性基团多的物质吸附作用强；对芳香族化合物吸附强于脂肪族；对大分子吸
4、附作用强于小分子 pH 值的影响： 碱性或中性吸附则在酸性洗脱 酸性或中性吸附则在碱性洗脱,常用的吸附剂,活性炭,锦纶活性炭,粉末活性炭,活性炭是一种吸附能力很强的吸附剂，容易吸附气体造成活性炭“中毒”，使用前需要活化，即在160下烘干45h（锦纶活性炭在120烘干）,常用的吸附剂,硅胶 硅胶是应用最广泛的一种极性吸附剂，主要优点：化学惰性，具有较大的吸附量，廉价易得，可用于生物碱、酸性化合物、磷脂类、脂肪类、氨基酸的吸附分离 硅胶的吸附能力：硅胶为极性吸附剂，在非极性溶剂中吸附能力强，对极性物质吸附较强，硅胶的吸附能力受其含水量的影响,常用的吸附剂,硅胶 硅胶的活化：硅胶表面带有大量的羟基，
5、有很强的亲水性，能吸附大量水分，导致吸附能力下降。使用前通常在105活化12h，活化的硅胶马上使用，不宜长期放置。 硅胶的再生：1的NaOH水溶液回流30min，再用蒸馏水清洗3次，5乙酸回流30min，再用蒸馏水洗至中性，最后烘干活化,常用的吸附剂,大网格聚合物吸附剂（大孔树脂） 优点 （1） 选择性好 （2） 解吸容易 （3） 机械强度好 （4） 流体阻力小 （5） 反复使 用 （6） 可适用于各种产品,常用的吸附剂,大网格聚合物吸附剂（大孔树脂） 吸附规律：同前 解吸： 低级醇、酮或水溶液解吸 原理：使大孔树脂溶胀，减弱溶质与吸附剂间 的相互作用力 碱解吸附 原理：成盐，主要针对弱酸性溶
6、质 酸解吸附原理同上,吸附的操作方式,搅拌罐吸附：包括分批吸附和连续吸附 特点：吸附剂与料液接触充分； 传质速度快，达到吸附平衡用时少； 难吸附完全； 吸附剂易受到搅拌浆破坏,吸附的操作方式,固定床吸附： 固定床吸附器是由圆柱形容器、在内部支撑的格板或多孔板上、吸附剂构成得吸附操作设备。 优点：结构简单，造价低， 吸附剂磨损少； 缺点：间歇操作，吸附和 再生两过程必须周期性更 换，需要较高得操作压力，对 含有固体颗粒的料液处理时需 预处理，操作十分麻烦。,膨胀床吸附 膨胀床与固定床不同指出之处在与膨胀床存在升降板，可根据料液流速或压力调节升降板高度，从而调节吸附剂之间的间隙 优点：可以直接对含有固体颗粒的料液进行处理,
