分离工程(黄国文)第七章其它分离方法

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1、第七章第七章 其他分离方法其他分离方法 吸附吸附 液液萃取液液萃取 结晶结晶 膜分离膜分离 反应精馏反应精馏 离子交换离子交换 利用多孔性固体处理液体或气体混合物，利用多孔性固体处理液体或气体混合物，利用多孔性固体处理液体或气体混合物，利用多孔性固体处理液体或气体混合物，有选择地有选择地有选择地有选择地使使使使其中的一种或其中的一种或其中的一种或其中的一种或多多多多种组分种组分种组分种组分附着于固体附着于固体附着于固体附着于固体表面，以达到分离目表面，以达到分离目表面，以达到分离目表面，以达到分离目的的一种单元操作。的的一种单元操作。的的一种单元操作。的的一种单元操作。 多孔性固体物料称为多孔

2、性固体物料称为多孔性固体物料称为多孔性固体物料称为吸附剂吸附剂吸附剂吸附剂，附着于固体表面的组分，附着于固体表面的组分，附着于固体表面的组分，附着于固体表面的组分称为称为称为称为吸附质吸附质吸附质吸附质。 由吸附质单个原子、离子和分子与固体表面之间存在由吸附质单个原子、离子和分子与固体表面之间存在由吸附质单个原子、离子和分子与固体表面之间存在由吸附质单个原子、离子和分子与固体表面之间存在有相互作用力，气体和液体有着吸着于固体的趋势，通有相互作用力，气体和液体有着吸着于固体的趋势，通有相互作用力，气体和液体有着吸着于固体的趋势，通有相互作用力，气体和液体有着吸着于固体的趋势，通常形成单分子层，有

3、时也形成多分子层。常形成单分子层，有时也形成多分子层。常形成单分子层，有时也形成多分子层。常形成单分子层，有时也形成多分子层。吸附 ( Adsorption )操作原理操作原理吸附 ( Adsorption )吸附的分类吸附的分类 物理吸附物理吸附物理吸附物理吸附( ( ( (范德华吸附范德华吸附范德华吸附范德华吸附) ) ) )：吸附剂靠固体颗粒的表面力吸附剂靠固体颗粒的表面力吸附剂靠固体颗粒的表面力吸附剂靠固体颗粒的表面力( ( ( (可以可以可以可以是分子间引力即范德华力是分子间引力即范德华力是分子间引力即范德华力是分子间引力即范德华力) ) ) )使吸附质分子单层或多层地附着使吸附质分

4、子单层或多层地附着使吸附质分子单层或多层地附着使吸附质分子单层或多层地附着在吸附剂表面。吸附热较小，在数值上与吸附质的冷凝热在吸附剂表面。吸附热较小，在数值上与吸附质的冷凝热在吸附剂表面。吸附热较小，在数值上与吸附质的冷凝热在吸附剂表面。吸附热较小，在数值上与吸附质的冷凝热相当。物理吸附的吸附力较弱，容易脱附。相当。物理吸附的吸附力较弱，容易脱附。相当。物理吸附的吸附力较弱，容易脱附。相当。物理吸附的吸附力较弱，容易脱附。化学吸附化学吸附化学吸附化学吸附：吸附剂与吸附质之间发生了化学反应，吸附是：吸附剂与吸附质之间发生了化学反应，吸附是：吸附剂与吸附质之间发生了化学反应，吸附是：吸附剂与吸附质

5、之间发生了化学反应，吸附是因吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合作用造成的。吸因吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合作用造成的。吸因吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合作用造成的。吸因吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合作用造成的。吸附所放出的热较物理吸附的吸附热为高，数值上与化学反附所放出的热较物理吸附的吸附热为高，数值上与化学反附所放出的热较物理吸附的吸附热为高，数值上与化学反附所放出的热较物理吸附的吸附热为高，数值上与化学反应热相当。化学吸附的吸附力较强，一般不易脱附。应热相当。化学吸附的吸附力较强，一般不易脱附。应热相当。化学吸附的吸附力较强，一般不易脱附。应热相当。化学吸附的吸附力较强，一般

6、不易脱附。吸附性能吸附性能吸附性能吸附性能物理吸附物理吸附物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附化学吸附化学吸附作用力作用力作用力作用力分子引力（范德华力）分子引力（范德华力）分子引力（范德华力）分子引力（范德华力）剩余化学键力剩余化学键力剩余化学键力剩余化学键力选择性选择性选择性选择性没有选择性没有选择性没有选择性没有选择性有选择性有选择性有选择性有选择性吸附层吸附层吸附层吸附层单分子或多分子吸附单分子或多分子吸附单分子或多分子吸附单分子或多分子吸附层层层层只能形成单分子吸附层只能形成单分子吸附层只能形成单分子吸附层只能形成单分子吸附层吸附热吸附热吸附热吸附热较小，较小，较小，较小， 4.9kJ/

7、mol4.9kJ/mol4.9kJ/mol4.9kJ/mol较大，相当于化学反应热，较大，相当于化学反应热，较大，相当于化学反应热，较大，相当于化学反应热，83.7-418.7kJ/mol83.7-418.7kJ/mol83.7-418.7kJ/mol83.7-418.7kJ/mol吸附速度吸附速度吸附速度吸附速度快，几乎不要活化能快，几乎不要活化能快，几乎不要活化能快，几乎不要活化能较慢，需要活化能较慢，需要活化能较慢，需要活化能较慢，需要活化能温度温度温度温度放热过程，放热过程，放热过程，放热过程，低温有利于吸附低温有利于吸附低温有利于吸附低温有利于吸附温度升高，吸附速度增加温度升高，吸附

8、速度增加温度升高，吸附速度增加温度升高，吸附速度增加可逆性可逆性可逆性可逆性可逆，较易解析可逆，较易解析可逆，较易解析可逆，较易解析化学键大时，吸附不可逆化学键大时，吸附不可逆化学键大时，吸附不可逆化学键大时，吸附不可逆(1) (1) (1) (1) 吸附面积大吸附面积大吸附面积大吸附面积大 吸附能力强吸附能力强吸附能力强吸附能力强 (2) (2) (2) (2) 选择性高选择性高选择性高选择性高 一次吸附的分离完全一次吸附的分离完全一次吸附的分离完全一次吸附的分离完全(3) (3) (3) (3) 机械强度好机械强度好机械强度好机械强度好 抗磨损抗磨损抗磨损抗磨损(4) (4) (4) (4

9、) 满足一般的工业要求满足一般的工业要求满足一般的工业要求满足一般的工业要求 化学稳定性、热稳定性、对流体的阻力小、价廉易得化学稳定性、热稳定性、对流体的阻力小、价廉易得化学稳定性、热稳定性、对流体的阻力小、价廉易得化学稳定性、热稳定性、对流体的阻力小、价廉易得工业吸附对吸附剂的要求 常用吸附剂 (3) (3) (3) (3) 硅胶硅胶硅胶硅胶: : : : 一种亲水性吸附剂。多用于气体或液体的脱水。一种亲水性吸附剂。多用于气体或液体的脱水。一种亲水性吸附剂。多用于气体或液体的脱水。一种亲水性吸附剂。多用于气体或液体的脱水。(1) (1) (1) (1) 活性炭活性炭活性炭活性炭: : : :

10、 非极性吸附剂，具有疏水性，可用于溶剂蒸非极性吸附剂，具有疏水性，可用于溶剂蒸非极性吸附剂，具有疏水性，可用于溶剂蒸非极性吸附剂，具有疏水性，可用于溶剂蒸气的回收，油品和糖液的脱色，水的净化以及气体的脱臭。气的回收，油品和糖液的脱色，水的净化以及气体的脱臭。气的回收，油品和糖液的脱色，水的净化以及气体的脱臭。气的回收，油品和糖液的脱色，水的净化以及气体的脱臭。(2) (2) (2) (2) 分子筛分子筛分子筛分子筛: : : : 强极性吸附剂。多用于气体或液体的干燥和强极性吸附剂。多用于气体或液体的干燥和强极性吸附剂。多用于气体或液体的干燥和强极性吸附剂。多用于气体或液体的干燥和精制，混合物的

11、吸附分离等。精制，混合物的吸附分离等。精制，混合物的吸附分离等。精制，混合物的吸附分离等。常用吸附剂 (4) (4) (4) (4) 活活活活性性性性氧氧氧氧化化化化铝铝铝铝 极极极极性性性性吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂。由由由由于于于于对对对对水水水水分分分分子子子子的的的的吸吸吸吸附附附附能能能能力较大，故多用于气体或液体的干燥。力较大，故多用于气体或液体的干燥。力较大，故多用于气体或液体的干燥。力较大，故多用于气体或液体的干燥。(5) (5) (5) (5) 各种活性土各种活性土各种活性土各种活性土 ( ( ( (漂白土、铁钒土和酸性白土等漂白土、铁钒土和酸性白土等漂白土、铁钒土和酸性白土等

12、漂白土、铁钒土和酸性白土等) ) ) ) 主要成分主要成分主要成分主要成分为硅藻土。为硅藻土。为硅藻土。为硅藻土。 多用于植物油或石油产品的脱色、脱硫和干燥等。多用于植物油或石油产品的脱色、脱硫和干燥等。多用于植物油或石油产品的脱色、脱硫和干燥等。多用于植物油或石油产品的脱色、脱硫和干燥等。吸附相平衡 q q q q 通常用通常用通常用通常用KgKgKgKg吸附质吸附质吸附质吸附质/Kg/Kg/Kg/Kg吸附剂表示，简写成吸附剂表示，简写成吸附剂表示，简写成吸附剂表示，简写成 Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg Kg-1-1-1-1吸附相平衡：吸附相平衡：吸附相平衡：吸附相平衡：吸附剂与

13、吸附质在一定条件下长时间接触后达到吸附剂与吸附质在一定条件下长时间接触后达到吸附剂与吸附质在一定条件下长时间接触后达到吸附剂与吸附质在一定条件下长时间接触后达到饱和，吸附质在气饱和，吸附质在气饱和，吸附质在气饱和，吸附质在气( ( ( (液液液液) ) ) )、固两相中的浓度不再随时间改变，此、固两相中的浓度不再随时间改变，此、固两相中的浓度不再随时间改变，此、固两相中的浓度不再随时间改变，此时气时气时气时气( ( ( (液液液液) ) ) )、固两相的浓度称为平衡浓度。、固两相的浓度称为平衡浓度。、固两相的浓度称为平衡浓度。、固两相的浓度称为平衡浓度。吸附等温线：吸附等温线：吸附等温线：吸附

14、等温线：在恒定温度下，平衡时吸附剂的吸附量在恒定温度下，平衡时吸附剂的吸附量在恒定温度下，平衡时吸附剂的吸附量在恒定温度下，平衡时吸附剂的吸附量 q q q q 与气与气与气与气( ( ( (液液液液) ) ) )相中的吸附质组分分压相中的吸附质组分分压相中的吸附质组分分压相中的吸附质组分分压 p p p p ( ( ( (或吸附质浓度或吸附质浓度或吸附质浓度或吸附质浓度C C C C) ) ) ) 的关系曲线。的关系曲线。的关系曲线。的关系曲线。25252525下不同吸附质在活性碳上的吸附等温线下不同吸附质在活性碳上的吸附等温线下不同吸附质在活性碳上的吸附等温线下不同吸附质在活性碳上的吸附等

15、温线 吸附等温线 不同温度下不同温度下不同温度下不同温度下NHNHNHNH3 3 3 3在木炭上的吸附等温曲线在木炭上的吸附等温曲线在木炭上的吸附等温曲线在木炭上的吸附等温曲线 对于同样的吸附剂和吸附质：对于同样的吸附剂和吸附质：对于同样的吸附剂和吸附质：对于同样的吸附剂和吸附质： 温度越高吸附量越小；温度越高吸附量越小；温度越高吸附量越小；温度越高吸附量越小； 组分分压越大吸附量越大。组分分压越大吸附量越大。组分分压越大吸附量越大。组分分压越大吸附量越大。 提高组分分压和降低温度有利于吸附。提高组分分压和降低温度有利于吸附。提高组分分压和降低温度有利于吸附。提高组分分压和降低温度有利于吸附。

16、吸附过程包括以下三步：吸附过程包括以下三步：吸附过程包括以下三步：吸附过程包括以下三步： （1 1 1 1）外外外外扩扩扩扩散散散散：吸吸吸吸附附附附质质质质从从从从流流流流体体体体主主主主体体体体通通通通过过过过分分分分子子子子扩扩扩扩散散散散以以以以对对对对流流流流扩扩扩扩散的形式传递到固体吸附剂的外表面。散的形式传递到固体吸附剂的外表面。散的形式传递到固体吸附剂的外表面。散的形式传递到固体吸附剂的外表面。 （2 2 2 2）内内内内扩扩扩扩散散散散：吸吸吸吸附附附附质质质质从从从从吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂的的的的外外外外表表表表面面面面进进进进入入入入吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂的的的的微微

17、微微孔结构的内表面。孔结构的内表面。孔结构的内表面。孔结构的内表面。 （3 3 3 3）表表表表面面面面吸吸吸吸附附附附过过过过程程程程：吸吸吸吸附附附附质质质质在在在在固固固固体体体体内内内内表表表表面面面面上上上上被被被被吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂所所所所吸附。吸附。吸附。吸附。 物物物物理理理理吸吸吸吸附附附附过过过过程程程程中中中中，在在在在固固固固体体体体颗颗颗颗粒粒粒粒表表表表面面面面上上上上的的的的吸吸吸吸附附附附质质质质吸吸吸吸附附附附过程很快，吸附的速率由前面两步决定。过程很快，吸附的速率由前面两步决定。过程很快，吸附的速率由前面两步决定。过程很快，吸附的速率由前面两步决定。单

18、位时间内吸附的吸附质的量，单位时间内吸附的吸附质的量，单位时间内吸附的吸附质的量，单位时间内吸附的吸附质的量，kg/skg/skg/skg/s。外外扩扩散散控控制制的的吸吸附附：当当外外扩扩散散速速率率小小于于内内扩扩散散速速率率时时，总总吸附速率由外扩散速率决定，吸附为外扩散控制的吸附。吸附速率由外扩散速率决定，吸附为外扩散控制的吸附。 内内扩扩散散控控制制的的吸吸附附：当当内内扩扩散散速速率率小小于于外外扩扩散散速速率率时时，总总吸附速率由内扩散速率决定，吸附为内扩散控制的吸附。吸附速率由内扩散速率决定，吸附为内扩散控制的吸附。 在在大大多多数数情情况况下下，内内扩扩散散的的速速率率较较外

19、外扩扩散散慢慢，吸吸附附过过程程多为内扩散控制。多为内扩散控制。吸附速率 固定床吸附固定床吸附曲线固定床吸附曲线 透过曲线（Breakthrough curve） 透过点透过点透过点透过点( ( ( (c cb b c c c c0 0 0 0) ) ) ) 失效点失效点失效点失效点( ( ( (c ce e c c c c0 0 0 0) ) ) )to:to:to:to:吸附质首先出现在床层出口端吸附质首先出现在床层出口端吸附质首先出现在床层出口端吸附质首先出现在床层出口端的流出物中。的流出物中。的流出物中。的流出物中。C C C Cb b b b: : : :流出物中可允许的最大浓度流出

20、物中可允许的最大浓度流出物中可允许的最大浓度流出物中可允许的最大浓度（破点浓度）。（破点浓度）。（破点浓度）。（破点浓度）。t t t tb:b:b:b: : : : C Cb b对应的透过时间。对应的透过时间。对应的透过时间。对应的透过时间。t te e: : 床层被吸附质饱和所需的时间。床层被吸附质饱和所需的时间。床层被吸附质饱和所需的时间。床层被吸附质饱和所需的时间。升温和降低吸附质的分压，改变平衡条件使吸附质脱附。升温和降低吸附质的分压，改变平衡条件使吸附质脱附。升温和降低吸附质的分压，改变平衡条件使吸附质脱附。升温和降低吸附质的分压，改变平衡条件使吸附质脱附。o o 变变变变温温温温

21、吸吸吸吸附附附附。加加加加热热热热吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂，使使使使吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂的的的的吸吸吸吸附附附附能能能能力力力力降降降降低低低低。利利利利用用用用温度的变化实现吸附和解吸再生循环操作。温度的变化实现吸附和解吸再生循环操作。温度的变化实现吸附和解吸再生循环操作。温度的变化实现吸附和解吸再生循环操作。o o 变变变变压压压压吸吸吸吸附附附附。降降降降低低低低压压压压力力力力或或或或抽抽抽抽真真真真空空空空使使使使吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂脱脱脱脱吸吸吸吸，利利利利用用用用压压压压力力力力的的的的变化完成循环操作。变化完成循环操作。变化完成循环操作。变化完成循环操作。o o 变变变

22、变浓浓浓浓度度度度吸吸吸吸附附附附。液液液液体体体体混混混混合合合合物物物物中中中中的的的的某某某某些些些些组组组组分分分分在在在在环环环环境境境境条条条条件件件件下下下下选选选选择择择择性的吸附，然后用少量强吸附性液体脱吸再生。性的吸附，然后用少量强吸附性液体脱吸再生。性的吸附，然后用少量强吸附性液体脱吸再生。性的吸附，然后用少量强吸附性液体脱吸再生。 吸附循环吸附循环吸附循环吸附循环吸附、脱附吸附、脱附吸附、脱附吸附、脱附例例 双塔式变压吸附空气分离制氮的原理双塔式变压吸附空气分离制氮的原理 当当用用炭炭分分子子筛筛作作为为吸吸附附剂剂时时，由由于于空空气气中中氧氧与与氮氮分分子子的的动动

23、力力直直径径不不同同，氧氧在在吸吸附附剂剂孔道中的扩散系数比氮要大两个数量级孔道中的扩散系数比氮要大两个数量级 当当干干燥燥的的空空气气通通过过装装填填了了炭炭分分子子筛筛吸吸附附剂剂颗颗粒粒的的固固定定床床吸吸附附塔塔时时，空空气气中中的的氧氧被被迅迅速吸附，而氮分子大多数随气流带出吸附塔。速吸附，而氮分子大多数随气流带出吸附塔。 只只要要吸吸附附剂剂装装填填量量足足够够多多，就就有有可可能能得得到到纯纯度度较较高高的的产产品品氮氮气气，通通常常氮氮的的浓浓度度可可以以达到达到99.5%(摩尔分数摩尔分数)加压、吸附、放空与吹扫加压、吸附、放空与吹扫为了节能，增加均压阶段为了节能，增加均压阶

24、段就每一台吸附塔而言，其就每一台吸附塔而言，其循环过程包括加压吸附、循环过程包括加压吸附、均压和放空吹扫。由于放均压和放空吹扫。由于放空吹扫与加压吸附时间相空吹扫与加压吸附时间相等，一台吸附塔放空吹扫等，一台吸附塔放空吹扫时，另一台正处于加压吸时，另一台正处于加压吸附阶段附阶段双塔式变压吸附循环过程双塔式变压吸附循环过程双塔式变压吸附循环过程双塔式变压吸附循环过程处理能力，处理能力，处理能力，处理能力，mm3 3/d/d18591859567567720720378.5378.51600016000除去的污染物除去的污染物除去的污染物除去的污染物染料染料染料染料杀虫剂杀虫剂杀虫剂杀虫剂酚酚酚酚

25、多元醇多元醇多元醇多元醇炼油废水炼油废水炼油废水炼油废水CODCOD进水中有机物浓度，进水中有机物浓度，进水中有机物浓度，进水中有机物浓度，mgmgL L20020050-20050-200400-2500400-2500700700250250出水浓度，出水浓度，出水浓度，出水浓度，mgmgL L无颜色无颜色无颜色无颜色酚酚酚酚1 11 1223030流速，流速，流速，流速，mm3 3minmin1.321.320.360.360.50.50.260.261111接触时间，接触时间，接触时间，接触时间，minmin40-4440-445353757520-2420-245050活性炭规格，活

26、性炭规格，活性炭规格，活性炭规格，mmmm1240124012401240830830830830活性炭用量，活性炭用量，活性炭用量，活性炭用量，mm3 356.656.68 8吨塔吨塔吨塔吨塔36.836.8384-578(kg/d)384-578(kg/d)260260吨吨吨吨吸附床吸附床吸附床吸附床( (池池池池) )尺寸，尺寸，尺寸，尺寸，mm2.92.92.4410.7(22.4410.7(2个个个个) )3.259.33.259.31.24.61.24.63.63.67.83.63.67.8装置类型装置类型装置类型装置类型升沉式移升沉式移升沉式移升沉式移动床动床动床动床升流式移动床

27、串联升流式移动床串联升流式移动床串联升流式移动床串联 降流固定床降流固定床降流固定床降流固定床 升流式移动床升流式移动床升流式移动床升流式移动床 降流式吸附滤池降流式吸附滤池降流式吸附滤池降流式吸附滤池部分工业废水吸附处理实例部分工业废水吸附处理实例部分工业废水吸附处理实例部分工业废水吸附处理实例液液萃取液液萃取液液萃取液液萃取 利用组分在两个互不相溶的液相中的利用组分在两个互不相溶的液相中的利用组分在两个互不相溶的液相中的利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度溶解度溶解度溶解度差而将其从一差而将其从一差而将其从一差而将其从一个液相转移到另一个液相的分离过程称为个液相转移到另一个液相的分离过程

28、称为个液相转移到另一个液相的分离过程称为个液相转移到另一个液相的分离过程称为液液萃取液液萃取液液萃取液液萃取，也叫，也叫，也叫，也叫溶溶溶溶剂萃取剂萃取剂萃取剂萃取，简称，简称，简称，简称萃取萃取萃取萃取。 待分离的一相称为待分离的一相称为待分离的一相称为待分离的一相称为被萃相被萃相被萃相被萃相，萃取后成为，萃取后成为，萃取后成为，萃取后成为萃余相萃余相萃余相萃余相，用做分离，用做分离，用做分离，用做分离剂的相称为剂的相称为剂的相称为剂的相称为萃取相萃取相萃取相萃取相。 萃取相中起萃取作用的组分称为萃取相中起萃取作用的组分称为萃取相中起萃取作用的组分称为萃取相中起萃取作用的组分称为萃取剂萃取剂

29、萃取剂萃取剂，起溶剂作用的组，起溶剂作用的组，起溶剂作用的组，起溶剂作用的组分称为分称为分称为分称为稀释剂或溶剂稀释剂或溶剂稀释剂或溶剂稀释剂或溶剂。1.1.1.1.基本概念基本概念基本概念基本概念2. 一般萃取剂的性质 一一一一个个个个合合合合用用用用的的的的萃萃萃萃取取取取剂剂剂剂应应应应与与与与原原原原溶溶溶溶液液液液形形形形成成成成不不不不互互互互溶溶溶溶的的的的两液相，萃取剂还应具备以下性质：两液相，萃取剂还应具备以下性质：两液相，萃取剂还应具备以下性质：两液相，萃取剂还应具备以下性质：两液相容易分开，不形成乳化液；两液相容易分开，不形成乳化液；两液相容易分开，不形成乳化液；两液相容

30、易分开，不形成乳化液；萃取剂与任何进料组分之间不形成共沸物；萃取剂与任何进料组分之间不形成共沸物；萃取剂与任何进料组分之间不形成共沸物；萃取剂与任何进料组分之间不形成共沸物；萃取剂对关键组分的选择性尽可能地高；萃取剂对关键组分的选择性尽可能地高；萃取剂对关键组分的选择性尽可能地高；萃取剂对关键组分的选择性尽可能地高；萃取剂在萃余相中的溶解度应尽可能地低。萃取剂在萃余相中的溶解度应尽可能地低。萃取剂在萃余相中的溶解度应尽可能地低。萃取剂在萃余相中的溶解度应尽可能地低。萃取剂的选择(1) (1) (1) (1) 萃取剂应具备的特点萃取剂应具备的特点萃取剂应具备的特点萃取剂应具备的特点 萃萃萃萃取取

31、取取剂剂剂剂中中中中至至至至少少少少有有有有一一一一个个个个能能能能与与与与被被被被萃萃萃萃物物物物形形形形成成成成萃萃萃萃合合合合物物物物的的的的官官官官能能能能团团团团。常见萃取官能团通常是一些包含常见萃取官能团通常是一些包含常见萃取官能团通常是一些包含常见萃取官能团通常是一些包含N N N N、O O O O、P P P P、S S S S的基团。的基团。的基团。的基团。 萃萃萃萃取取取取剂剂剂剂中中中中还还还还应应应应包包包包含含含含具具具具有有有有较较较较强强强强亲亲亲亲油油油油能能能能力力力力结结结结构构构构或或或或基基基基团团团团，如如如如长长长长链链链链烃烃烃烃、芳芳芳芳烃烃烃

32、烃等等等等，以以以以利利利利于于于于萃萃萃萃取取取取剂剂剂剂在在在在稀稀稀稀释释释释剂剂剂剂中中中中的的的的溶溶溶溶解解解解，并并并并防防防防止被萃相对它的溶解夹带损失。止被萃相对它的溶解夹带损失。止被萃相对它的溶解夹带损失。止被萃相对它的溶解夹带损失。 (2) (2) (2) (2) 萃取剂选择要点萃取剂选择要点萃取剂选择要点萃取剂选择要点 选择性好选择性好选择性好选择性好 表现为分离系数大。表现为分离系数大。表现为分离系数大。表现为分离系数大。 萃取容量大萃取容量大萃取容量大萃取容量大 表现为单位体积或单位质量溶解萃合物多。表现为单位体积或单位质量溶解萃合物多。表现为单位体积或单位质量溶解

33、萃合物多。表现为单位体积或单位质量溶解萃合物多。 化学稳定性强化学稳定性强化学稳定性强化学稳定性强 耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。 易与原料液相分层易与原料液相分层易与原料液相分层易与原料液相分层 不乳化、不产生第三相。不乳化、不产生第三相。不乳化、不产生第三相。不乳化、不产生第三相。 易于反萃或分离易于反萃或分离易于反萃或分离易于反萃或分离 便于萃取剂的重复利用。便于萃取剂的重复利用。便于萃取剂的重复利用。便于萃取剂的重复利用。 安全性好安全性好安全性好安全性好 无毒或低毒、不易燃、难挥

34、发、环保。无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。 经济性好经济性好经济性好经济性好 成本低、损耗小。成本低、损耗小。成本低、损耗小。成本低、损耗小。常用萃取剂 中性萃取剂中性萃取剂 含磷类、含氧类和含硫类重型萃取剂，如磷酸三丁酯含磷类、含氧类和含硫类重型萃取剂，如磷酸三丁酯(TBP)(TBP)、甲基异丁基酮、甲基异丁基酮(MIBK)(MIBK)、二辛基亚砜、二辛基亚砜(DOSO)(DOSO)等。等。 有机酸萃取剂有机酸萃取剂 包括有机磷酸、有机磺酸、羧酸等。包括有机磷酸、有机磺酸、羧酸等。 胺类萃取剂胺类萃取剂 各种有机胺和胺盐。

35、各种有机胺和胺盐。 螯合萃取剂螯合萃取剂 各种有机螯合物、冠醚等。各种有机螯合物、冠醚等。萃取剂的搜寻方法： (1) 搜寻数据库。 (2) 主要筛选方法： a) 选择同系物为萃取剂，b）罗宾斯表，c）氢键， d）极性作用， e) 特定萃取剂的认定。表表 溶质溶质-溶剂基团相互作用的罗宾斯溶剂基团相互作用的罗宾斯基基团组号号与拉乌尔定律的偏差与拉乌尔定律的偏差123456789101112结合氢的给予体结合氢的给予体酚酚100 0 酸、硫醇酸、硫醇200 0 0000醇、水醇、水3 0 0 多盐杆菌的活性氢多盐杆菌的活性氢400 0 0结合氢的受体结合氢的受体酮、二取代基胺、砜、氢化氧磷酮、二取

36、代基胺、砜、氢化氧磷5 0 叔胺叔胺6 0 0 000仲胺仲胺7 0 00000伯胺、氨、无取代基的氨基化物伯胺、氨、无取代基的氨基化物8 0 00 醚、氧化物、亚砜醚、氧化物、亚砜9 0 00 00酯、醛、碳酸酯、磷酸酯、硝酸酯、亚硝酯、醛、碳酸酯、磷酸酯、硝酸酯、亚硝酸酯、腈、分子内部结合体酸酯、腈、分子内部结合体10 0 0 0芳烃、烯烃、环芳烃芳烃、烯烃、环芳烃无活性氢的多环烷烃、单环烷烃无活性氢的多环烷烃、单环烷烃11 0 00 000非氢键合非氢键合石蜡石蜡烃、二硫化碳、二硫化碳12 0 00萃取流程1.错流流程错流流程123S1R2S3S2R1R3E2E3E1F2.逆流萃取逆流萃

37、取123FERS123WRESF3.分馏萃取分馏萃取多级逆流萃取 萃取过程新进展 超临界流体萃取超临界流体萃取 反胶束萃取反胶束萃取 双水相萃取双水相萃取 超临界流体萃取1. 1. 1. 1. 概述概述概述概述 什么是超临界流体：物质在的温度和压力分别超过其什么是超临界流体：物质在的温度和压力分别超过其什么是超临界流体：物质在的温度和压力分别超过其什么是超临界流体：物质在的温度和压力分别超过其临界温度临界温度临界温度临界温度(T(T(T(Tc c c c) ) ) )和临界压力和临界压力和临界压力和临界压力(p(p(p(pc c c c) ) ) )时形成的流体时形成的流体时形成的流体时形成的

38、流体(SCF)(SCF)(SCF)(SCF)。 处于临界点状态的物质可实现液态到气态的连续过渡，处于临界点状态的物质可实现液态到气态的连续过渡，处于临界点状态的物质可实现液态到气态的连续过渡，处于临界点状态的物质可实现液态到气态的连续过渡，两相相界面消失，汽化热为零。两相相界面消失，汽化热为零。两相相界面消失，汽化热为零。两相相界面消失，汽化热为零。 超过临界点的物质，无论加多大的压力都不会液化，超过临界点的物质，无论加多大的压力都不会液化，超过临界点的物质，无论加多大的压力都不会液化，超过临界点的物质，无论加多大的压力都不会液化，而只会引起密度变化。而只会引起密度变化。而只会引起密度变化。而

39、只会引起密度变化。萃取原理 超超临临界界流流体体具具有有选选择择性性溶溶解解物物质质的的能能力力，并并随随着着临临界界条条件件（T，P）而而变变化化。超超临临界界流流体体可可从从混混合合物物中中有有选选择择地地溶溶解解其其中中的的某某些些组组分分，然然后后通通过过减减压压，升升温温或或吸吸附附将其分离析出。将其分离析出。超超临临界界流流体体萃萃取取是是一一种种以以超超临临界界流流体体作作为为萃萃取取剂剂，从从固固体体或或液液体体中中提提取取出出待待分分离离的的高高沸沸点点或或热热敏敏性性物质的新型萃取技术。物质的新型萃取技术。T T饱和蒸汽压饱和蒸汽压P P泡点（露点）泡点（露点）超超临临界界

40、流流体体:处于临界温度和临界压力之上的物质状态。临临界界温温度度Tc:是通过增加压力使气体变为液体的最高温度；临临界界压压力力Pc:是通过增加温度使液体变为气体的最高压力。 超临界流体的特性： 性质随压力、温度的变化十分敏感性质随压力、温度的变化十分敏感性质随压力、温度的变化十分敏感性质随压力、温度的变化十分敏感 具有气体的高扩散系数，黏度低具有气体的高扩散系数，黏度低具有气体的高扩散系数，黏度低具有气体的高扩散系数，黏度低 具有液体的高密度性质，溶解能力强具有液体的高密度性质，溶解能力强具有液体的高密度性质，溶解能力强具有液体的高密度性质，溶解能力强 界面张力为零界面张力为零界面张力为零界面

41、张力为零低粘度气体的扩散能力高密度液体的溶解能力 超超超超临临临临界界界界流流流流体体体体具具具具有有有有选选选选择择择择性性性性溶溶溶溶解解解解物物物物质质质质的的的的能能能能力力力力，并并并并随随随随着着着着临临临临界界界界条条条条件件件件（T T T T，P P P P）而而而而变变变变化化化化。超超超超临临临临界界界界流流流流体体体体可可可可从从从从混混混混合合合合物物物物中中中中有有有有选选选选择择择择地地地地溶溶溶溶解解解解其其其其中中中中的的的的某某某某些些些些组组组组分分分分，然然然然后后后后通通通通过过过过减减减减压压压压，升升升升温温温温或或或或吸附将其分离析出吸附将其分离

42、析出吸附将其分离析出吸附将其分离析出。（。（。（。（压力开关压力开关压力开关压力开关）2. 超临界流体萃取的基本原理超临界流体的基本性质超临界流体的基本性质超临界流体的基本性质超临界流体的基本性质流体流体流体流体密度密度密度密度(g/cm(g/cm3 3) )粘度粘度粘度粘度(Pa.s)(Pa.s)扩散系数扩散系数扩散系数扩散系数(cm(cm2 2/s)/s)常压气体常压气体常压气体常压气体15-3015-30(0.62)10(0.62)10-3-3(13)10(13)10-5-50.10.40.10.4临界流体临界流体临界流体临界流体TcTc、PcPc0.20.50.20.5(13)10(1

43、3)10-5-50.7100.710-3-3超临界流体超临界流体超临界流体超临界流体TcTc、4Pc4Pc0.40.90.40.9(39)10(39)10-5-50.2100.210-3-3常压液体常压液体常压液体常压液体15-3015-300.61.60.61.6(0.23)10(0.23)10-3-3(0.22)10(0.22)10-5-5很强的溶剂化能力，良好的传质性能，溶解性能随压力变化很强的溶剂化能力，良好的传质性能，溶解性能随压力变化物物质沸点沸点/临界点数据界点数据临界温度界温度Tc/临界界压力力Pc/Mpa临界密度界密度/(g/cm3)二氧化碳二氧化碳78.578.531.06

44、31.067.397.390.4480.448水水100100374.2374.222.0022.000.3440.344乙乙烷88.088.032.432.44.894.890.2030.203乙乙烯103.7103.79.59.55.075.070.200.20丙丙烷44.544.597974.264.260.2200.220丙丙烯47.747.792924.674.670.230.23nn丁丁烷0.50.5152.0152.03.803.800.2280.228nn戊戊烷36.536.5196.6196.63.373.370.2320.232nn己己烷69.069.0234.2234.2

45、2.972.970.2340.234甲醇甲醇64.764.7240.5240.57.997.990.2720.272乙醇乙醇78.278.2243.4243.46.386.380.2760.276异丙醇异丙醇82.582.5235.3235.34.764.760.270.27苯苯80.180.1288.9288.94.894.890.3020.302甲苯甲苯110.6110.63183184.114.110.290.29氨氨33.433.4132.3132.311.2811.280.240.24甲甲烷164.0164.083.083.04.64.60.160.16常用超常用超临界流体的界流体的

46、临界性界性质表表超临界流体萃取的特点 优点：优点：优点：优点： 用超临界流体萃取具有与液体相近的溶解能力，比液体溶剂渗用超临界流体萃取具有与液体相近的溶解能力，比液体溶剂渗用超临界流体萃取具有与液体相近的溶解能力，比液体溶剂渗用超临界流体萃取具有与液体相近的溶解能力，比液体溶剂渗透快，渗透深，能更快达到萃取平衡。透快，渗透深，能更快达到萃取平衡。透快，渗透深，能更快达到萃取平衡。透快，渗透深，能更快达到萃取平衡。 操作参数主要为压力和温度，比较容易控制。操作参数主要为压力和温度，比较容易控制。操作参数主要为压力和温度，比较容易控制。操作参数主要为压力和温度，比较容易控制。 超临界流体萃取集精馏

47、和液液萃取特点于一体，可能分离一些超临界流体萃取集精馏和液液萃取特点于一体，可能分离一些超临界流体萃取集精馏和液液萃取特点于一体，可能分离一些超临界流体萃取集精馏和液液萃取特点于一体，可能分离一些常规方法难以分离的物系。常规方法难以分离的物系。常规方法难以分离的物系。常规方法难以分离的物系。 超临界流体可在常温下操作，故特别适合于热敏性、易氧化物超临界流体可在常温下操作，故特别适合于热敏性、易氧化物超临界流体可在常温下操作，故特别适合于热敏性、易氧化物超临界流体可在常温下操作，故特别适合于热敏性、易氧化物质的提取和分离。质的提取和分离。质的提取和分离。质的提取和分离。 缺点：缺点：缺点：缺点：

48、 高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏；高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏；高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏；高压下萃取，相平衡较复杂，物性数据缺乏； 高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求也高；高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求也高；高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求也高；高压装置与高压操作，投资费用高，安全要求也高； 超临界流体中溶质浓度相对较低，故需大量溶剂循环；超临界流体中溶质浓度相对较低，故需大量溶剂循环；超临界流体中溶质浓度相对较低，故需大量溶剂循环；超临界流体中溶质浓度相对较低，故需大量溶剂循环； 超临界流体萃取过程固体物料居多，连续化生产较困难。超临界

49、流体萃取过程固体物料居多，连续化生产较困难。超临界流体萃取过程固体物料居多，连续化生产较困难。超临界流体萃取过程固体物料居多，连续化生产较困难。溶剂萃取溶剂萃取溶剂萃取溶剂萃取超临界萃取超临界萃取超临界萃取超临界萃取溶剂残留不可避免溶剂残留不可避免溶剂残留不可避免溶剂残留不可避免完全无溶剂残留，纯净完全无溶剂残留，纯净完全无溶剂残留，纯净完全无溶剂残留，纯净溶剂的溶解能力为定值溶剂的溶解能力为定值溶剂的溶解能力为定值溶剂的溶解能力为定值溶解能力随温度和压力变化溶解能力随温度和压力变化溶解能力随温度和压力变化溶解能力随温度和压力变化可能使用高温，热敏物质分解可能使用高温，热敏物质分解可能使用高温

50、，热敏物质分解可能使用高温，热敏物质分解通常在较低温度下，不分解通常在较低温度下，不分解通常在较低温度下，不分解通常在较低温度下，不分解存在无机盐被萃取的问题存在无机盐被萃取的问题存在无机盐被萃取的问题存在无机盐被萃取的问题无无机盐残留无无机盐残留无无机盐残留无无机盐残留溶剂选择性差溶剂选择性差溶剂选择性差溶剂选择性差选择性好选择性好选择性好选择性好需额外的操作单元来脱除溶解需额外的操作单元来脱除溶解需额外的操作单元来脱除溶解需额外的操作单元来脱除溶解在线分离，有效物质收率高在线分离，有效物质收率高在线分离，有效物质收率高在线分离，有效物质收率高溶剂萃取和超临界萃取的对比溶剂萃取和超临界萃取的

51、对比溶剂萃取和超临界萃取的对比溶剂萃取和超临界萃取的对比超超临临界界流流体体萃萃取取的的应应用用医药工业医药工业医药工业医药工业化学工业化学工业化学工业化学工业食品工业食品工业食品工业食品工业化妆品香料化妆品香料化妆品香料化妆品香料植物油脂萃取植物油脂萃取植物油脂萃取植物油脂萃取酒花萃取酒花萃取酒花萃取酒花萃取植物色素提取植物色素提取植物色素提取植物色素提取天然香料萃取天然香料萃取天然香料萃取天然香料萃取化妆品原料提取精制化妆品原料提取精制化妆品原料提取精制化妆品原料提取精制中草药提取中草药提取中草药提取中草药提取酶，纤维素精制酶，纤维素精制酶，纤维素精制酶，纤维素精制金属离子萃取金属离子萃取

52、金属离子萃取金属离子萃取烃类分离烃类分离烃类分离烃类分离共沸物分离共沸物分离共沸物分离共沸物分离高分子化合物分离高分子化合物分离高分子化合物分离高分子化合物分离超临界流体的应用超临界流体的应用 超临界流体萃取超临界流体萃取 超临界流体喷涂超临界流体喷涂 超临界流体发泡超临界流体发泡 超临界流体清洗超临界流体清洗 超临界流体制备超细微粒超临界流体制备超细微粒 超临界流体聚合超临界流体聚合超临界二氧化碳的特点 COCOCOCO2 2 2 2临界温度和压力比较低，易于工业化；临界温度和压力比较低，易于工业化；临界温度和压力比较低，易于工业化；临界温度和压力比较低，易于工业化； COCOCOCO2 2

53、 2 2不可燃、无毒、化学稳定性好、易分离，不会产生副不可燃、无毒、化学稳定性好、易分离，不会产生副不可燃、无毒、化学稳定性好、易分离，不会产生副不可燃、无毒、化学稳定性好、易分离，不会产生副反应并且廉价易得；反应并且廉价易得；反应并且廉价易得；反应并且廉价易得； COCOCOCO2 2 2 2来源于化工副产物，应用过程中易于回收，能够减少来源于化工副产物，应用过程中易于回收，能够减少来源于化工副产物，应用过程中易于回收，能够减少来源于化工副产物，应用过程中易于回收，能够减少温室气体的排放温室气体的排放温室气体的排放温室气体的排放; ; ; ; 超临界超临界超临界超临界COCOCOCO2 2

54、2 2的溶解能力可通过流体的压力来调节的溶解能力可通过流体的压力来调节的溶解能力可通过流体的压力来调节的溶解能力可通过流体的压力来调节; ; ; ; 超临界超临界超临界超临界COCOCOCO2 2 2 2处理后的产物易纯化、无溶剂残留处理后的产物易纯化、无溶剂残留处理后的产物易纯化、无溶剂残留处理后的产物易纯化、无溶剂残留; ; ; ; 超临界超临界超临界超临界COCOCOCO2 2 2 2对高聚物有很强的溶胀和扩散能力对高聚物有很强的溶胀和扩散能力对高聚物有很强的溶胀和扩散能力对高聚物有很强的溶胀和扩散能力; ; ; ; 超临界超临界超临界超临界COCOCOCO2 2 2 2对含氟和硅聚合物

55、具有优良的溶解性对含氟和硅聚合物具有优良的溶解性对含氟和硅聚合物具有优良的溶解性对含氟和硅聚合物具有优良的溶解性. . . .二二二二 氧氧氧氧 化化化化 碳碳碳碳 气气气气 瓶瓶瓶瓶贮贮贮贮 罐罐罐罐夹夹夹夹带带带带剂剂剂剂罐罐罐罐萃萃萃萃 取取取取 釜釜釜釜解解解解 析析析析 釜釜釜釜解解解解 析析析析 釜釜釜釜分分分分 离离离离 柱柱柱柱箱箱箱箱冷冷冷冷计计计计量量量量流流流流泵泵泵泵压压压压高高高高泵泵泵泵压压压压高高高高超临界超临界超临界超临界COCOCOCO2 2 2 2流体萃取的原则流程流体萃取的原则流程流体萃取的原则流程流体萃取的原则流程典型的萃取流程 添加惰性气体的分离法流程

56、添加惰性气体的分离法流程该流程是由Hans JasperGahrs等开发的其特点是在分离时加入惰性气体如N2、Ar等，而使物质在超临界C02流体中的溶解度显著下降。整整个个工工艺艺操操作作是是在在等等温温等等压压下下进进行行，因因此此非非常常节节能能。同吸附剂法存在再生问题相类似，该工艺也存在如何使超临界C02流体和惰性气体分离开的简单而有效的方法的问题。其流程示意如图。添加惰性气体的分离法流程超临界流体局部不均匀超临界流体局部不均匀在传统溶剂中聚集过程焓驱动在传统溶剂中聚集过程焓驱动在超临界溶剂中聚集过程熵驱动在超临界溶剂中聚集过程熵驱动氢键缔合放热，但在超临界流体表现吸热氢键缔合放热，但在

57、超临界流体表现吸热氢键缔合本身放热，但在超临界流体中由于溶氢键缔合本身放热，但在超临界流体中由于溶质聚集（缔合），需挤掉大量溶剂分子吸热质聚集（缔合），需挤掉大量溶剂分子吸热 反胶束萃取1. 1. 1. 1. 反胶束和反胶束系统反胶束和反胶束系统反胶束和反胶束系统反胶束和反胶束系统 反胶束是表面活性剂在有机溶剂中自发形成的纳米尺反胶束是表面活性剂在有机溶剂中自发形成的纳米尺反胶束是表面活性剂在有机溶剂中自发形成的纳米尺反胶束是表面活性剂在有机溶剂中自发形成的纳米尺度的一种聚集体。度的一种聚集体。度的一种聚集体。度的一种聚集体。(1) (1) (1) (1) 反胶束的形成反胶束的形成反胶束的形成

58、反胶束的形成 表面活性剂通常都有一个亲水的极性头和疏水的非极性表面活性剂通常都有一个亲水的极性头和疏水的非极性表面活性剂通常都有一个亲水的极性头和疏水的非极性表面活性剂通常都有一个亲水的极性头和疏水的非极性尾。当表面活性剂在有机溶剂中的浓度超过其临界胶束浓尾。当表面活性剂在有机溶剂中的浓度超过其临界胶束浓尾。当表面活性剂在有机溶剂中的浓度超过其临界胶束浓尾。当表面活性剂在有机溶剂中的浓度超过其临界胶束浓度后，其疏水的非极性尾向外伸入有机溶剂主体中，亲水度后，其疏水的非极性尾向外伸入有机溶剂主体中，亲水度后，其疏水的非极性尾向外伸入有机溶剂主体中，亲水度后，其疏水的非极性尾向外伸入有机溶剂主体中

59、，亲水的极性头则自发向内聚集排列成一个极性核。核中的空间的极性头则自发向内聚集排列成一个极性核。核中的空间的极性头则自发向内聚集排列成一个极性核。核中的空间的极性头则自发向内聚集排列成一个极性核。核中的空间具有溶解水和大分子的能力，称为池具有溶解水和大分子的能力，称为池具有溶解水和大分子的能力，称为池具有溶解水和大分子的能力，称为池(pool)(pool)(pool)(pool)。 表面活性剂的临界胶束浓度表面活性剂的临界胶束浓度表面活性剂的临界胶束浓度表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)(CMC)(CMC)(CMC)可通过表面活性剂手可通过表面活性剂手可通过表面活性剂手可通过表面活性剂手册查得

60、，通常在册查得，通常在册查得，通常在册查得，通常在110110110110-4 -4 -4 -4 110110110110-3-3-3-3mol/Lmol/Lmol/Lmol/L范围。范围。范围。范围。亲水极亲水极亲水极亲水极性头性头性头性头疏水非疏水非疏水非疏水非极性尾极性尾极性尾极性尾可游离可游离可游离可游离离子离子离子离子一种阴离子型一种阴离子型一种阴离子型一种阴离子型表面活性剂表面活性剂表面活性剂表面活性剂poolpool(2) 反胶束溶液的性质 反胶束溶液是透明的、热力学稳定的系统。反胶束溶液是透明的、热力学稳定的系统。反胶束溶液是透明的、热力学稳定的系统。反胶束溶液是透明的、热力学

61、稳定的系统。 反胶束溶液体系的特性受表面活性剂结构、溶剂种类、反胶束溶液体系的特性受表面活性剂结构、溶剂种类、反胶束溶液体系的特性受表面活性剂结构、溶剂种类、反胶束溶液体系的特性受表面活性剂结构、溶剂种类、温度和压力等因素有关。温度和压力等因素有关。温度和压力等因素有关。温度和压力等因素有关。 反胶束中心约束的水量通常用反胶束中心约束的水量通常用反胶束中心约束的水量通常用反胶束中心约束的水量通常用束水比束水比束水比束水比来表示，即：来表示，即：来表示，即：来表示，即： W W W Wo o o o=约束水摩尔数约束水摩尔数约束水摩尔数约束水摩尔数/表面活性剂摩尔数表面活性剂摩尔数表面活性剂摩尔

62、数表面活性剂摩尔数 W W W Wo o o o值与表面活性剂和溶剂的种类、助表面活性剂、水值与表面活性剂和溶剂的种类、助表面活性剂、水值与表面活性剂和溶剂的种类、助表面活性剂、水值与表面活性剂和溶剂的种类、助表面活性剂、水相中盐的种类和浓度等有关。相中盐的种类和浓度等有关。相中盐的种类和浓度等有关。相中盐的种类和浓度等有关。 反胶束中心池的大小可在一定范围内变化，当反胶束中心池的大小可在一定范围内变化，当反胶束中心池的大小可在一定范围内变化，当反胶束中心池的大小可在一定范围内变化，当W W W Wo o o o值超值超值超值超过一定限度后，反胶束将发生破裂，溶液将变浑浊。过一定限度后，反胶束

63、将发生破裂，溶液将变浑浊。过一定限度后，反胶束将发生破裂，溶液将变浑浊。过一定限度后，反胶束将发生破裂，溶液将变浑浊。常用的表面活性剂AOT（Aerosol OT），其化学名称是琥珀酸二（2-乙基己基）酯磺酸钠（Sodium di-2-ethyl-hexylsulfosuccinate），结构式下CTAB（溴代十六烷基三甲铵）、TOMAC（氯化三辛基甲铵）、PTEA（磷脂酰乙醇胺）。常用的非极性有机溶剂有环己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、己醇、硅油等。常见的反胶束系统常见的反胶束系统3. 3. 反胶束萃取原理反胶束萃取原理反胶团萃取机理萃取过程中，水相中的溶质进入反胶团相需经历三步传质过程： 通过表

64、面液膜扩散，从水相到达相界面； 在相界面处溶质进入反胶团； 含溶质的反胶团扩散进入有机相。反萃操作中溶质亦经历相似的过程，只是方向相反，在界面处溶质从反胶团释放出来。 4. 4. 影响反胶束萃取的主要因素影响反胶束萃取的主要因素(1) (1) (1) (1) 与反胶束有关的因素与反胶束有关的因素与反胶束有关的因素与反胶束有关的因素 表面活性剂的种类、浓度，有机溶剂的种类，助表表面活性剂的种类、浓度，有机溶剂的种类，助表表面活性剂的种类、浓度，有机溶剂的种类，助表表面活性剂的种类、浓度，有机溶剂的种类，助表面活性剂及其浓度。面活性剂及其浓度。面活性剂及其浓度。面活性剂及其浓度。(2) (2) (

65、2) (2) 与水相有关的因素与水相有关的因素与水相有关的因素与水相有关的因素 pH pH pH pH值，离子种类，离子强度。值，离子种类，离子强度。值，离子种类，离子强度。值，离子种类，离子强度。(3) (3) (3) (3) 与萃取物有关的因素与萃取物有关的因素与萃取物有关的因素与萃取物有关的因素 分子大小，浓度，电荷情况等。分子大小，浓度，电荷情况等。分子大小，浓度，电荷情况等。分子大小，浓度，电荷情况等。(4) (4) (4) (4) 与环境有关的因素与环境有关的因素与环境有关的因素与环境有关的因素 系统温度、压力等。系统温度、压力等。系统温度、压力等。系统温度、压力等。5. 5. 反

66、胶束萃取技术的应用反胶束萃取技术的应用(1) (1) (1) (1) 分离蛋白质混合物分离蛋白质混合物分离蛋白质混合物分离蛋白质混合物 用二烷基磷酸盐用二烷基磷酸盐用二烷基磷酸盐用二烷基磷酸盐/ / / /异辛烷反胶束溶液萃取分离溶菌酶和肌红异辛烷反胶束溶液萃取分离溶菌酶和肌红异辛烷反胶束溶液萃取分离溶菌酶和肌红异辛烷反胶束溶液萃取分离溶菌酶和肌红蛋白。蛋白。蛋白。蛋白。(2) (2) (2) (2) 浓缩浓缩浓缩浓缩-淀粉酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶 用用用用TOMAC/TOMAC/TOMAC/TOMAC/异辛烷反胶束溶液萃取水相中的异辛烷反胶束溶液萃取水相中的异辛烷反胶束溶液萃取水相中的异辛烷反胶

67、束溶液萃取水相中的-淀粉酶，以实淀粉酶，以实淀粉酶，以实淀粉酶，以实现现现现-淀粉酶的浓缩。淀粉酶的浓缩。淀粉酶的浓缩。淀粉酶的浓缩。(3) (3) (3) (3) 直接提取细胞内酶直接提取细胞内酶直接提取细胞内酶直接提取细胞内酶 用用用用CTAB/CTAB/CTAB/CTAB/己醇己醇己醇己醇- - - -辛烷反胶束溶液直接从棕色固氮菌细胞内提辛烷反胶束溶液直接从棕色固氮菌细胞内提辛烷反胶束溶液直接从棕色固氮菌细胞内提辛烷反胶束溶液直接从棕色固氮菌细胞内提取胞内脱氢酶，既不破坏菌细胞，也可保持酶的活性。取胞内脱氢酶，既不破坏菌细胞，也可保持酶的活性。取胞内脱氢酶，既不破坏菌细胞，也可保持酶的

68、活性。取胞内脱氢酶，既不破坏菌细胞，也可保持酶的活性。(4) (4) (4) (4) 从动植物资源中提取蛋白质从动植物资源中提取蛋白质从动植物资源中提取蛋白质从动植物资源中提取蛋白质 利用反胶束溶液直接从大豆、菜籽、蚕蛹等残渣中提取分利用反胶束溶液直接从大豆、菜籽、蚕蛹等残渣中提取分利用反胶束溶液直接从大豆、菜籽、蚕蛹等残渣中提取分利用反胶束溶液直接从大豆、菜籽、蚕蛹等残渣中提取分离有用的蛋白质。离有用的蛋白质。离有用的蛋白质。离有用的蛋白质。 双水相萃取 双水相体系就是由两个互不相容的水相合在一起构双水相体系就是由两个互不相容的水相合在一起构双水相体系就是由两个互不相容的水相合在一起构双水相

69、体系就是由两个互不相容的水相合在一起构成的体系。成的体系。成的体系。成的体系。 双水相体系的形成主要是由于水相中高聚物之间的双水相体系的形成主要是由于水相中高聚物之间的双水相体系的形成主要是由于水相中高聚物之间的双水相体系的形成主要是由于水相中高聚物之间的互不相容性，即高聚物分子的空间阻碍，导致相互互不相容性，即高聚物分子的空间阻碍，导致相互互不相容性，即高聚物分子的空间阻碍，导致相互互不相容性，即高聚物分子的空间阻碍，导致相互不能渗透，不能形成均一相而产生的。不能渗透，不能形成均一相而产生的。不能渗透，不能形成均一相而产生的。不能渗透，不能形成均一相而产生的。 通常，只要两聚合物水溶液的憎水

70、程度有所差异，通常，只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异，通常，只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异，通常，只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异，混合时就可能发生相分离。憎水程度相差越大，相混合时就可能发生相分离。憎水程度相差越大，相混合时就可能发生相分离。憎水程度相差越大，相混合时就可能发生相分离。憎水程度相差越大，相分离倾向就越大。分离倾向就越大。分离倾向就越大。分离倾向就越大。1. 双水相萃取的特点 系统的含水量多达系统的含水量多达系统的含水量多达系统的含水量多达75%-90%75%-90%75%-90%75%-90%，两相界面张力极低，两相界面张力极低，两相界面张力极低，两相界面张力极

71、低(10(10(10(10-6-6-6-610101010-4-4-4-4N/m)N/m)N/m)N/m)，有助于保持生物活性和强化相际，有助于保持生物活性和强化相际，有助于保持生物活性和强化相际，有助于保持生物活性和强化相际间的质量传递，也有易乳化的问题；间的质量传递，也有易乳化的问题；间的质量传递，也有易乳化的问题；间的质量传递，也有易乳化的问题； 分相时间短（特别是聚合物分相时间短（特别是聚合物分相时间短（特别是聚合物分相时间短（特别是聚合物/ / / /盐系统），一般只有盐系统），一般只有盐系统），一般只有盐系统），一般只有5-15min5-15min5-15min5-15min； 易

72、于连续操作；易于连续操作；易于连续操作；易于连续操作； 目标产物的分配系数一般大于目标产物的分配系数一般大于目标产物的分配系数一般大于目标产物的分配系数一般大于3 3 3 3，有较高收率；，有较高收率；，有较高收率；，有较高收率； 分离过程更经济。分离过程更经济。分离过程更经济。分离过程更经济。2. 常见的双水相体系3. 双水相萃取技术的应用 主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等，如：主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等，如：主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等，如：主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等，如： (1) (1) (1) (1) 酶的提取与纯化酶的提取与纯化

73、酶的提取与纯化酶的提取与纯化 (2) (2) (2) (2) 核酸的分离及纯化核酸的分离及纯化核酸的分离及纯化核酸的分离及纯化 (3) (3) (3) (3) 药物和抗生素类的分离和提取药物和抗生素类的分离和提取药物和抗生素类的分离和提取药物和抗生素类的分离和提取 (4) (4) (4) (4) 病毒的分离及纯化病毒的分离及纯化病毒的分离及纯化病毒的分离及纯化 (5) (5) (5) (5) 从天然植物中提取有效药用成分从天然植物中提取有效药用成分从天然植物中提取有效药用成分从天然植物中提取有效药用成分4. 双水相萃取的主要影响因素 (1) (1) (1) (1) 与聚合物有关的因素与聚合物有

74、关的因素与聚合物有关的因素与聚合物有关的因素 聚合物的种类、结构、分子量和浓度。聚合物的种类、结构、分子量和浓度。聚合物的种类、结构、分子量和浓度。聚合物的种类、结构、分子量和浓度。 (2) (2) (2) (2) 与萃取物有关的因素与萃取物有关的因素与萃取物有关的因素与萃取物有关的因素 电荷、大小、形状。电荷、大小、形状。电荷、大小、形状。电荷、大小、形状。 (3) (3) (3) (3) 与离子有关的因素与离子有关的因素与离子有关的因素与离子有关的因素 离子的种类、浓度和电荷。离子的种类、浓度和电荷。离子的种类、浓度和电荷。离子的种类、浓度和电荷。 (4) (4) (4) (4) 与环境有

75、关的因素与环境有关的因素与环境有关的因素与环境有关的因素 体系的温度和体系的温度和体系的温度和体系的温度和PHPHPHPH值。值。值。值。 结晶的概念 溶溶溶溶液液液液中中中中的的的的溶溶溶溶质质质质在在在在一一一一定定定定条条条条件件件件下下下下，因因因因分分分分子子子子有有有有规规规规则则则则的的的的排排排排列列列列而而而而结结结结合合合合成成成成晶晶晶晶体体体体，晶晶晶晶体体体体的的的的化化化化学学学学成成成成分分分分均均均均一一一一，具具具具有有有有各各各各种种种种对对对对称称称称的的的的晶晶晶晶体体体体，其其其其特特特特征征征征为为为为离离离离子子子子和和和和分分分分子子子子在在在在

76、空空空空间间间间晶晶晶晶格格格格的的的的结结结结点点点点上上上上呈呈呈呈规规规规则的排列则的排列则的排列则的排列 固体有结晶和无定形两种状态固体有结晶和无定形两种状态固体有结晶和无定形两种状态固体有结晶和无定形两种状态 结结结结晶晶晶晶：析析析析出出出出速速速速度度度度慢慢慢慢，溶溶溶溶质质质质分分分分子子子子有有有有足足足足够够够够时时时时间间间间进进进进行行行行排排排排列列列列，粒子排列有规则粒子排列有规则粒子排列有规则粒子排列有规则 无定形固体：析出速度快，粒子排列无规则无定形固体：析出速度快，粒子排列无规则无定形固体：析出速度快，粒子排列无规则无定形固体：析出速度快，粒子排列无规则-

77、- - -沉淀沉淀沉淀沉淀结结结结 晶晶晶晶 只有同类分子或离子才能排列成晶体，因此结晶过程只有同类分子或离子才能排列成晶体，因此结晶过程只有同类分子或离子才能排列成晶体，因此结晶过程只有同类分子或离子才能排列成晶体，因此结晶过程有良好的选择性。有良好的选择性。有良好的选择性。有良好的选择性。 通过结晶，溶液中大部分的杂质会留在母液中，再通通过结晶，溶液中大部分的杂质会留在母液中，再通通过结晶，溶液中大部分的杂质会留在母液中，再通通过结晶，溶液中大部分的杂质会留在母液中，再通过过滤、洗涤，可以得到纯度较高的晶体。过过滤、洗涤，可以得到纯度较高的晶体。过过滤、洗涤，可以得到纯度较高的晶体。过过滤

78、、洗涤，可以得到纯度较高的晶体。 结晶过程具有成本低、设备简单、操作方便，广泛应结晶过程具有成本低、设备简单、操作方便，广泛应结晶过程具有成本低、设备简单、操作方便，广泛应结晶过程具有成本低、设备简单、操作方便，广泛应用于氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、核酸等产品用于氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、核酸等产品用于氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、核酸等产品用于氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、核酸等产品的精制。的精制。的精制。的精制。结晶过程分析 饱和溶液：当溶液中溶质浓度等于该溶质在同等条件饱和溶液：当溶液中溶质浓度等于该溶质在同等条件饱和溶液：当溶液中溶质浓度等于该溶质在同等条件饱和溶液：当溶

79、液中溶质浓度等于该溶质在同等条件下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液；下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液；下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液；下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液； 过饱和溶液：溶质浓度超过饱和溶解度时，该溶液称过饱和溶液：溶质浓度超过饱和溶解度时，该溶液称过饱和溶液：溶质浓度超过饱和溶解度时，该溶液称过饱和溶液：溶质浓度超过饱和溶解度时，该溶液称之为过饱和溶液；之为过饱和溶液；之为过饱和溶液；之为过饱和溶液； 溶质只有在过饱和溶液中才能析出；溶质只有在过饱和溶液中才能析出；溶质只有在过饱和溶液中才能析出；溶质只有在过饱和溶液中才能析出； 溶质溶解度与温度、溶质分散度（晶体

80、大小）有关。溶质溶解度与温度、溶质分散度（晶体大小）有关。溶质溶解度与温度、溶质分散度（晶体大小）有关。溶质溶解度与温度、溶质分散度（晶体大小）有关。结晶过程的实质 结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相的过程。的过程。的过程。的过程。 这一过程不仅包括溶质分子凝聚成固体，还包括这这一过程不仅包括溶质分子凝聚成固体，还包括这这一过程不仅包括溶质分子凝聚成固体，还包括这这一过程不仅包括溶质分子凝聚成固体，还包括这些分子有规律地排列在一定晶格中，这一过程与表些分

81、子有规律地排列在一定晶格中，这一过程与表些分子有规律地排列在一定晶格中，这一过程与表些分子有规律地排列在一定晶格中，这一过程与表面分子化学键力变化有关；面分子化学键力变化有关；面分子化学键力变化有关；面分子化学键力变化有关； 因此，结晶过程是一个因此，结晶过程是一个因此，结晶过程是一个因此，结晶过程是一个表面反应过程。表面反应过程。表面反应过程。表面反应过程。晶体的形成 形成新相（固体）需要一定的表面自由能。因此，形成新相（固体）需要一定的表面自由能。因此，形成新相（固体）需要一定的表面自由能。因此，形成新相（固体）需要一定的表面自由能。因此，溶液浓度达到饱和溶解度时，晶体尚不能析出，只溶液浓

82、度达到饱和溶解度时，晶体尚不能析出，只溶液浓度达到饱和溶解度时，晶体尚不能析出，只溶液浓度达到饱和溶解度时，晶体尚不能析出，只有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析出。出。出。出。 首先形成晶核，实质上，在饱和溶液中，晶核是处首先形成晶核，实质上，在饱和溶液中，晶核是处首先形成晶核，实质上，在饱和溶液中，晶核是处首先形成晶核，实质上，在饱和溶液中，晶核是处于一种形成于一种形成于一种形成于一种形成溶解溶解溶解溶解再形成的动态平衡之中，只有再形成的动态平衡之中，

83、只有再形成的动态平衡之中，只有再形成的动态平衡之中，只有达到一定的过饱和度以后，晶核才能够稳定存在。达到一定的过饱和度以后，晶核才能够稳定存在。达到一定的过饱和度以后，晶核才能够稳定存在。达到一定的过饱和度以后，晶核才能够稳定存在。过饱和度过饱和度过饱和度过饱和度 S S S S：最先析出的微小颗粒是以后晶体的中心，称为晶核。最先析出的微小颗粒是以后晶体的中心，称为晶核。最先析出的微小颗粒是以后晶体的中心，称为晶核。最先析出的微小颗粒是以后晶体的中心，称为晶核。晶体的形成过程：晶体的形成过程：晶体的形成过程：晶体的形成过程：过饱和溶液的形成过饱和溶液的形成过饱和溶液的形成过饱和溶液的形成晶核的

84、形成晶核的形成晶核的形成晶核的形成晶体生长晶体生长晶体生长晶体生长其中其中其中其中: : 溶液达到过饱和状态是结晶的前提；溶液达到过饱和状态是结晶的前提；溶液达到过饱和状态是结晶的前提；溶液达到过饱和状态是结晶的前提；过饱和度是结晶的推动力。过饱和度是结晶的推动力。过饱和度是结晶的推动力。过饱和度是结晶的推动力。温度与溶解度的关系由于物质在溶解时要吸收热量、结晶时要放出结晶由于物质在溶解时要吸收热量、结晶时要放出结晶由于物质在溶解时要吸收热量、结晶时要放出结晶由于物质在溶解时要吸收热量、结晶时要放出结晶热。因此，结晶也是一个质量与能量的传递过程，热。因此，结晶也是一个质量与能量的传递过程，热。

85、因此，结晶也是一个质量与能量的传递过程，热。因此，结晶也是一个质量与能量的传递过程，它与体系温度的关系十分密切。它与体系温度的关系十分密切。它与体系温度的关系十分密切。它与体系温度的关系十分密切。溶解度与温度的关系可以用饱和曲线和过饱和曲线溶解度与温度的关系可以用饱和曲线和过饱和曲线溶解度与温度的关系可以用饱和曲线和过饱和曲线溶解度与温度的关系可以用饱和曲线和过饱和曲线表示表示表示表示影响溶液过饱和度的因素影响溶液过饱和度的因素 饱和曲线是固定的饱和曲线是固定的饱和曲线是固定的饱和曲线是固定的 不饱和曲线受搅拌、搅拌强度、晶种、晶种大小和不饱和曲线受搅拌、搅拌强度、晶种、晶种大小和不饱和曲线受

86、搅拌、搅拌强度、晶种、晶种大小和不饱和曲线受搅拌、搅拌强度、晶种、晶种大小和多少、冷却速度的快慢等因素的影响多少、冷却速度的快慢等因素的影响多少、冷却速度的快慢等因素的影响多少、冷却速度的快慢等因素的影响结晶与溶解度之间的关系结晶与溶解度之间的关系 晶体产量取决于溶液与固体之间的溶解晶体产量取决于溶液与固体之间的溶解晶体产量取决于溶液与固体之间的溶解晶体产量取决于溶液与固体之间的溶解析出平衡；析出平衡；析出平衡；析出平衡； 固体溶质加入未饱和溶液固体溶质加入未饱和溶液固体溶质加入未饱和溶液固体溶质加入未饱和溶液溶解；溶解；溶解；溶解； 固体溶质加入饱和溶液固体溶质加入饱和溶液固体溶质加入饱和溶

87、液固体溶质加入饱和溶液平衡平衡平衡平衡 固体溶质加入过饱和溶液固体溶质加入过饱和溶液固体溶质加入过饱和溶液固体溶质加入过饱和溶液晶体析出晶体析出晶体析出晶体析出过饱和溶液的形成 热饱和溶液冷却（等溶剂结晶）热饱和溶液冷却（等溶剂结晶）热饱和溶液冷却（等溶剂结晶）热饱和溶液冷却（等溶剂结晶）适用于溶解度随温度升高而增加的体系；同时，溶适用于溶解度随温度升高而增加的体系；同时，溶适用于溶解度随温度升高而增加的体系；同时，溶适用于溶解度随温度升高而增加的体系；同时，溶解度随温度变化的幅度要适中；解度随温度变化的幅度要适中；解度随温度变化的幅度要适中；解度随温度变化的幅度要适中；自然冷却、间壁冷却（冷

88、却剂与溶液隔开）、直接自然冷却、间壁冷却（冷却剂与溶液隔开）、直接自然冷却、间壁冷却（冷却剂与溶液隔开）、直接自然冷却、间壁冷却（冷却剂与溶液隔开）、直接接触冷却（在溶液中通入冷却剂）接触冷却（在溶液中通入冷却剂）接触冷却（在溶液中通入冷却剂）接触冷却（在溶液中通入冷却剂） 部分溶剂蒸发法（等温结晶法）部分溶剂蒸发法（等温结晶法）部分溶剂蒸发法（等温结晶法）部分溶剂蒸发法（等温结晶法）适用于溶解度随温度降低变化不大的体系，或随温适用于溶解度随温度降低变化不大的体系，或随温适用于溶解度随温度降低变化不大的体系，或随温适用于溶解度随温度降低变化不大的体系，或随温度升高溶解度降低的体系；加压、减压或

89、常压蒸馏度升高溶解度降低的体系；加压、减压或常压蒸馏度升高溶解度降低的体系；加压、减压或常压蒸馏度升高溶解度降低的体系；加压、减压或常压蒸馏 真空蒸发冷却法真空蒸发冷却法真空蒸发冷却法真空蒸发冷却法使溶剂在真空下迅速蒸发，并结合绝热冷却，是结使溶剂在真空下迅速蒸发，并结合绝热冷却，是结使溶剂在真空下迅速蒸发，并结合绝热冷却，是结使溶剂在真空下迅速蒸发，并结合绝热冷却，是结合冷却和部分溶剂蒸发两种方法的一种结晶方法。合冷却和部分溶剂蒸发两种方法的一种结晶方法。合冷却和部分溶剂蒸发两种方法的一种结晶方法。合冷却和部分溶剂蒸发两种方法的一种结晶方法。设备简单、操作稳定设备简单、操作稳定设备简单、操作

90、稳定设备简单、操作稳定 化学反应结晶化学反应结晶化学反应结晶化学反应结晶加入反应剂产生新物质，当该新物质的溶解度超过加入反应剂产生新物质，当该新物质的溶解度超过加入反应剂产生新物质，当该新物质的溶解度超过加入反应剂产生新物质，当该新物质的溶解度超过饱和溶解度时，即有晶体析出饱和溶解度时，即有晶体析出饱和溶解度时，即有晶体析出饱和溶解度时，即有晶体析出. . . .其方法的实质是利用化学反应，对待结晶的物质进其方法的实质是利用化学反应，对待结晶的物质进其方法的实质是利用化学反应，对待结晶的物质进其方法的实质是利用化学反应，对待结晶的物质进行修饰，一方面可以调节其溶解特性，同时也可以行修饰，一方面

91、可以调节其溶解特性，同时也可以行修饰，一方面可以调节其溶解特性，同时也可以行修饰，一方面可以调节其溶解特性，同时也可以进行适当的保护进行适当的保护进行适当的保护进行适当的保护. . . .盐析结晶 加入一种物质于溶液中，使溶质的溶解度降低，加入一种物质于溶液中，使溶质的溶解度降低，加入一种物质于溶液中，使溶质的溶解度降低，加入一种物质于溶液中，使溶质的溶解度降低，形成过饱和溶液而结晶的方法。形成过饱和溶液而结晶的方法。形成过饱和溶液而结晶的方法。形成过饱和溶液而结晶的方法。 常用的沉淀剂：固体氯化钠、甲醇、乙醇、丙酮常用的沉淀剂：固体氯化钠、甲醇、乙醇、丙酮常用的沉淀剂：固体氯化钠、甲醇、乙醇

92、、丙酮常用的沉淀剂：固体氯化钠、甲醇、乙醇、丙酮常用的工业起晶方法 自自自自然然然然起起起起晶晶晶晶法法法法：溶溶溶溶剂剂剂剂蒸蒸蒸蒸发发发发进进进进入入入入不不不不稳稳稳稳定定定定区区区区形形形形成成成成晶晶晶晶核核核核、当当当当产产产产生生生生一一一一定定定定量量量量的的的的晶晶晶晶种种种种后后后后，加加加加入入入入稀稀稀稀溶溶溶溶液液液液使使使使溶溶溶溶液液液液浓浓浓浓度度度度降降降降至至至至亚亚亚亚稳稳稳稳定区，新的晶种不再产生，溶质在晶种表面生长。定区，新的晶种不再产生，溶质在晶种表面生长。定区，新的晶种不再产生，溶质在晶种表面生长。定区，新的晶种不再产生，溶质在晶种表面生长。 刺刺

93、刺刺激激激激起起起起晶晶晶晶法法法法：将将将将溶溶溶溶液液液液蒸蒸蒸蒸发发发发至至至至亚亚亚亚稳稳稳稳定定定定区区区区后后后后，冷冷冷冷却却却却，进进进进入入入入不不不不稳稳稳稳定定定定区区区区，形形形形成成成成一一一一定定定定量量量量的的的的晶晶晶晶核核核核，此此此此时时时时溶溶溶溶液液液液的的的的浓浓浓浓度度度度会会会会有有有有所降低，进入并稳定在亚稳定的养晶区使晶体生长。所降低，进入并稳定在亚稳定的养晶区使晶体生长。所降低，进入并稳定在亚稳定的养晶区使晶体生长。所降低，进入并稳定在亚稳定的养晶区使晶体生长。 晶晶晶晶种种种种起起起起晶晶晶晶法法法法：将将将将溶溶溶溶液液液液蒸蒸蒸蒸发发发

94、发后后后后冷冷冷冷却却却却至至至至亚亚亚亚稳稳稳稳定定定定区区区区的的的的较较较较低低低低浓浓浓浓度度度度，加加加加入入入入一一一一定定定定量量量量和和和和一一一一定定定定大大大大小小小小的的的的晶晶晶晶种种种种，使使使使溶溶溶溶质质质质在在在在晶晶晶晶种种种种表表表表面面面面生生生生长长长长。 该该该该方方方方法法法法容容容容易易易易控控控控制制制制、所所所所得得得得晶晶晶晶体体体体形形形形状状状状大大大大小小小小均均均均较较较较理理理理想，是一种常用的工业起晶方法。想，是一种常用的工业起晶方法。想，是一种常用的工业起晶方法。想，是一种常用的工业起晶方法。影响晶体生长速度的因素 杂质：改变晶

95、体和溶液之间界面的滞留层特性，影响杂质：改变晶体和溶液之间界面的滞留层特性，影响杂质：改变晶体和溶液之间界面的滞留层特性，影响杂质：改变晶体和溶液之间界面的滞留层特性，影响溶质长入晶体、改变晶体外形、因杂质吸附导致的晶溶质长入晶体、改变晶体外形、因杂质吸附导致的晶溶质长入晶体、改变晶体外形、因杂质吸附导致的晶溶质长入晶体、改变晶体外形、因杂质吸附导致的晶体生长缓慢；体生长缓慢；体生长缓慢；体生长缓慢； 搅拌：加速晶体生长、加速晶核的生成；搅拌：加速晶体生长、加速晶核的生成；搅拌：加速晶体生长、加速晶核的生成；搅拌：加速晶体生长、加速晶核的生成； 温度：促进表面化学反应速度提高，增加结晶速度；温

96、度：促进表面化学反应速度提高，增加结晶速度；温度：促进表面化学反应速度提高，增加结晶速度；温度：促进表面化学反应速度提高，增加结晶速度；重结晶 经过一次粗结晶后，得到的晶体通常会含有一定量的杂经过一次粗结晶后，得到的晶体通常会含有一定量的杂经过一次粗结晶后，得到的晶体通常会含有一定量的杂经过一次粗结晶后，得到的晶体通常会含有一定量的杂质。此时工业上常常需要采用重结晶的方式进行精制。质。此时工业上常常需要采用重结晶的方式进行精制。质。此时工业上常常需要采用重结晶的方式进行精制。质。此时工业上常常需要采用重结晶的方式进行精制。 重结晶重结晶重结晶重结晶是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下是利

97、用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下是利用杂质和结晶物质在不同溶剂和不同温度下的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得的溶解度不同，将晶体用合适的溶剂再次结晶，以获得高纯度的晶体的操作。高纯度的晶体的操作。高纯度的晶体的操作。高纯度的晶体的操作。重结晶的操作过程 选择合适的溶剂；选择合适的溶剂；选择合适的溶剂；选择合适的溶剂； 将经过粗结晶的物质加入少量热溶剂中，使之溶解；将经过粗结晶的物质加入少量热溶剂中，使之溶解；将经过粗结晶的物质加入少量热溶

98、剂中，使之溶解；将经过粗结晶的物质加入少量热溶剂中，使之溶解； 冷却使之再次结晶；冷却使之再次结晶；冷却使之再次结晶；冷却使之再次结晶； 分离母液；分离母液；分离母液；分离母液； 洗涤；洗涤；洗涤；洗涤； 膜分离一般是指利用膜 (Membrane) 对流体混合物中不同组分的选择性渗透特点来分离流体混合物的操作过程。推动力主要有压力差、浓度差、电位差等。膜分离 ( Membrane separation ) 膜是核心部件，它可以看成是两相之间一个具有透过选择性膜是核心部件，它可以看成是两相之间一个具有透过选择性膜是核心部件，它可以看成是两相之间一个具有透过选择性膜是核心部件，它可以看成是两相之间

99、一个具有透过选择性的屏障，或看作两相之间的界面。的屏障，或看作两相之间的界面。的屏障，或看作两相之间的界面。的屏障，或看作两相之间的界面。 相相相相1 1 1 1为原料或上游侧，相为原料或上游侧，相为原料或上游侧，相为原料或上游侧，相2 2 2 2为渗透物或下游侧。为渗透物或下游侧。为渗透物或下游侧。为渗透物或下游侧。 原料混合物中某一组分可以比其他组分更快的通过膜而传递原料混合物中某一组分可以比其他组分更快的通过膜而传递原料混合物中某一组分可以比其他组分更快的通过膜而传递原料混合物中某一组分可以比其他组分更快的通过膜而传递到下游侧，从而实现分离。到下游侧，从而实现分离。到下游侧，从而实现分离

100、。到下游侧，从而实现分离。 过滤过滤过滤过滤膜分离膜分离膜分离膜分离有滤饼有滤饼有滤饼有滤饼不现成滤饼不现成滤饼不现成滤饼不现成滤饼液体垂直于过滤介质流动液体垂直于过滤介质流动液体垂直于过滤介质流动液体垂直于过滤介质流动平行流动（横向流动）平行流动（横向流动）平行流动（横向流动）平行流动（横向流动）非均相物系中液固分离非均相物系中液固分离非均相物系中液固分离非均相物系中液固分离均相物系均相物系均相物系均相物系膜分离过程的特点 l l 分离效率高分离效率高分离效率高分离效率高l l 能耗低能耗低能耗低能耗低l l 可靠性好可靠性好可靠性好可靠性好l l 适应性强适应性强适应性强适应性强 (1)

101、(1) (1) (1) 分散得很细的固体，特别是与液体密度相近，胶状的可分散得很细的固体，特别是与液体密度相近，胶状的可分散得很细的固体，特别是与液体密度相近，胶状的可分散得很细的固体，特别是与液体密度相近，胶状的可压缩的固体微粒；压缩的固体微粒；压缩的固体微粒；压缩的固体微粒；(2) (2) (2) (2) 低分子量的不挥发的有机物、药物与溶解的盐类；低分子量的不挥发的有机物、药物与溶解的盐类；低分子量的不挥发的有机物、药物与溶解的盐类；低分子量的不挥发的有机物、药物与溶解的盐类；(3) (3) (3) (3) 对温度、酸碱度等物理化学条件特别敏感的生物物质。对温度、酸碱度等物理化学条件特别

102、敏感的生物物质。对温度、酸碱度等物理化学条件特别敏感的生物物质。对温度、酸碱度等物理化学条件特别敏感的生物物质。 膜分离的应用领域膜分离的应用领域膜分离的应用领域膜分离的应用领域涉及气体分离、水溶液分离、生化产品的分离与纯化等操作涉及气体分离、水溶液分离、生化产品的分离与纯化等操作涉及气体分离、水溶液分离、生化产品的分离与纯化等操作涉及气体分离、水溶液分离、生化产品的分离与纯化等操作的食品和饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、的食品和饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、的食品和饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、的食品和饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、湿法冶

103、金、气体和液体燃料的生产及石油化工制品的生产等湿法冶金、气体和液体燃料的生产及石油化工制品的生产等湿法冶金、气体和液体燃料的生产及石油化工制品的生产等湿法冶金、气体和液体燃料的生产及石油化工制品的生产等膜分离过程 反反反反渗渗渗渗透透透透、纳纳纳纳滤滤滤滤、超超超超滤滤滤滤、微微微微滤滤滤滤均均均均为为为为压压压压力力力力推推推推动动动动的的的的膜膜膜膜过过过过程程程程，即即即即在在在在压压压压力力力力的的的的作作作作用用用用下下下下，溶溶溶溶剂剂剂剂及及及及小小小小分分分分子子子子通通通通过过过过膜膜膜膜，而而而而盐盐盐盐、大大大大分分分分子、微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。子、微粒等

104、被截留，其截留程度取决于膜结构。子、微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。子、微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。反反反反 渗渗渗渗 透透透透纳 滤超超超超 滤滤滤滤微微微微 滤滤滤滤普普普普 通通通通 过过过过 滤滤滤滤膜分离过程 反渗透（反渗透（反渗透（反渗透（Reverse OsmosisReverse OsmosisReverse OsmosisReverse Osmosis） 渗透现象：渗透现象：渗透现象：渗透现象：即纯溶剂通过半透膜由纯溶剂一侧向溶液一侧即纯溶剂通过半透膜由纯溶剂一侧向溶液一侧即纯溶剂通过半透膜由纯溶剂一侧向溶液一侧即纯溶剂通过半透膜由纯溶剂一侧向溶液一侧的自发流

105、动过程。的自发流动过程。的自发流动过程。的自发流动过程。渗透压：渗透压：渗透压：渗透压：渗透过程达平衡时半透膜两侧形成的压差渗透过程达平衡时半透膜两侧形成的压差渗透过程达平衡时半透膜两侧形成的压差渗透过程达平衡时半透膜两侧形成的压差 。反渗透：反渗透：反渗透：反渗透：在浓溶液一侧加压，使膜两侧的压差大于溶液的在浓溶液一侧加压，使膜两侧的压差大于溶液的在浓溶液一侧加压，使膜两侧的压差大于溶液的在浓溶液一侧加压，使膜两侧的压差大于溶液的渗透压渗透压渗透压渗透压( ( ( ( p p p p ) ) ) )，溶剂从溶液一侧向纯溶剂一侧液流动。，溶剂从溶液一侧向纯溶剂一侧液流动。，溶剂从溶液一侧向纯溶

106、剂一侧液流动。，溶剂从溶液一侧向纯溶剂一侧液流动。反应精馏反应精馏反应精馏反应精馏目的：目的：目的：目的：1.1.1.1.提高分离效率而将反应与分离结合的提高分离效率而将反应与分离结合的提高分离效率而将反应与分离结合的提高分离效率而将反应与分离结合的一种分离操作。一种分离操作。一种分离操作。一种分离操作。2.2.2.2.提高反应收率而借助于精馏分离手段的提高反应收率而借助于精馏分离手段的提高反应收率而借助于精馏分离手段的提高反应收率而借助于精馏分离手段的一种反应过程。一种反应过程。一种反应过程。一种反应过程。应用应用应用应用: : : :1. 1. 1. 1. 利用精馏促进反应利用精馏促进反应

107、利用精馏促进反应利用精馏促进反应2. 2. 2. 2. 通过反应促进精馏分离通过反应促进精馏分离通过反应促进精馏分离通过反应促进精馏分离一、利用精馏促进反应的反应精馏一、利用精馏促进反应的反应精馏一、利用精馏促进反应的反应精馏一、利用精馏促进反应的反应精馏 适用反应类型：适用反应类型：适用反应类型：适用反应类型： 可逆反应可逆反应可逆反应可逆反应 反应产物相对挥发度大于或小于反应物反应产物相对挥发度大于或小于反应物反应产物相对挥发度大于或小于反应物反应产物相对挥发度大于或小于反应物时，由于精馏原因，产物一生成立刻离开反应区。时，由于精馏原因，产物一生成立刻离开反应区。时，由于精馏原因，产物一生

108、成立刻离开反应区。时，由于精馏原因，产物一生成立刻离开反应区。 连串反应：连串反应：连串反应：连串反应： ARS ARS ARS ARS 两种类型：两种类型：两种类型：两种类型： a. S a. S a. S a. S为目的产物为目的产物为目的产物为目的产物 将生成将生成将生成将生成R R R R和生成和生成和生成和生成S S S S二个反应器合并在一起，利用精馏提二个反应器合并在一起，利用精馏提二个反应器合并在一起，利用精馏提二个反应器合并在一起，利用精馏提供不同的条件，缩短反应时间，提高收率和产品纯度。供不同的条件，缩短反应时间，提高收率和产品纯度。供不同的条件，缩短反应时间，提高收率和产

109、品纯度。供不同的条件，缩短反应时间，提高收率和产品纯度。 b. R b. R b. R b. R为目的产物为目的产物为目的产物为目的产物 利用精馏把产物利用精馏把产物利用精馏把产物利用精馏把产物R R R R尽快移出反应区，避免副反应进行。尽快移出反应区，避免副反应进行。尽快移出反应区，避免副反应进行。尽快移出反应区，避免副反应进行。二、利用反应促进精馏的反应精馏二、利用反应促进精馏的反应精馏二、利用反应促进精馏的反应精馏二、利用反应促进精馏的反应精馏例：分离近沸点的混合物例：分离近沸点的混合物例：分离近沸点的混合物例：分离近沸点的混合物1+21+21+21+2组分组分组分组分产物产物产物产物

110、1 1 1 1产物产物产物产物2 2 2 2反应添加剂反应添加剂反应添加剂反应添加剂3 3 3 33 3 3 3与与与与2 2 2 2反应生成难挥反应生成难挥反应生成难挥反应生成难挥发产物发产物发产物发产物添加剂添加剂添加剂添加剂3 3 3 3实现该反应精馏过程的基本条件：实现该反应精馏过程的基本条件：实现该反应精馏过程的基本条件：实现该反应精馏过程的基本条件：1. 1. 1. 1. 反应是快速可逆的，反应产物仅仅存在于塔内；反应是快速可逆的，反应产物仅仅存在于塔内；反应是快速可逆的，反应产物仅仅存在于塔内；反应是快速可逆的，反应产物仅仅存在于塔内；2. 2. 2. 2. 添加剂必须选择性地与

111、异构体之一反应；添加剂必须选择性地与异构体之一反应；添加剂必须选择性地与异构体之一反应；添加剂必须选择性地与异构体之一反应；3. 3. 3. 3. 添加剂、异构体和反应产物沸点之间的关系符合精馏要求。添加剂、异构体和反应产物沸点之间的关系符合精馏要求。添加剂、异构体和反应产物沸点之间的关系符合精馏要求。添加剂、异构体和反应产物沸点之间的关系符合精馏要求。三、催化精馏三、催化精馏三、催化精馏三、催化精馏-非均相催化精馏非均相催化精馏非均相催化精馏非均相催化精馏优点：优点：优点：优点： 既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用。既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用。既起加速反应的催化作

112、用，又作为填料起分离作用。既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用。 可可可可移移移移出出出出产产产产物物物物中中中中产产产产生生生生的的的的对对对对催催催催化化化化剂剂剂剂污污污污染染染染物物物物，延延延延长长长长催催催催化化化化剂剂剂剂的的的的寿命。寿命。寿命。寿命。适用于：适用于：适用于：适用于： 可逆反应、连串反应可逆反应、连串反应可逆反应、连串反应可逆反应、连串反应例：甲醇与例：甲醇与例：甲醇与例：甲醇与C C C C4 4 4 4烯烃反应生成甲基叔丁基醚（烯烃反应生成甲基叔丁基醚（烯烃反应生成甲基叔丁基醚（烯烃反应生成甲基叔丁基醚（MTBEMTBEMTBEMTBE） 美国美国美

113、国美国CRLCRLCRLCRL公司开发公司开发公司开发公司开发催化剂：强酸性阳离子交换树脂催化剂：强酸性阳离子交换树脂催化剂：强酸性阳离子交换树脂催化剂：强酸性阳离子交换树脂反应特点反应特点反应特点反应特点：MTBEMTBEMTBEMTBE和甲醇、异丁烯和甲醇均形成最底共沸物。和甲醇、异丁烯和甲醇均形成最底共沸物。和甲醇、异丁烯和甲醇均形成最底共沸物。和甲醇、异丁烯和甲醇均形成最底共沸物。工艺流程：工艺流程：工艺流程：工艺流程：循环甲醇循环甲醇循环甲醇循环甲醇MTBE MTBE MTBE MTBE 产品产品产品产品95%95%95%95%甲醇原料甲醇原料甲醇原料甲醇原料C4C4C4C4原料原料

114、原料原料预预预预反反反反应应应应器器器器催催催催化化化化精精精精馏馏馏馏塔塔塔塔甲甲甲甲醇醇醇醇回回回回收收收收塔塔塔塔水水水水洗洗洗洗塔塔塔塔C4C4C4C4馏分馏分馏分馏分该工艺优点：该工艺优点：该工艺优点：该工艺优点：转化率高转化率高转化率高转化率高 采用固定床反应：采用固定床反应：采用固定床反应：采用固定床反应：96%-97%96%-97%96%-97%96%-97% 催化精馏：催化精馏：催化精馏：催化精馏：99.9%99.9%99.9%99.9%节能节能节能节能 反应放出热量全部用于产物分离；反应放出热量全部用于产物分离；反应放出热量全部用于产物分离；反应放出热量全部用于产物分离；投

115、资少投资少投资少投资少 水、电、汽消耗仅为非催化精馏工艺的水、电、汽消耗仅为非催化精馏工艺的水、电、汽消耗仅为非催化精馏工艺的水、电、汽消耗仅为非催化精馏工艺的60%60%60%60%。反应精馏过程分析反应精馏过程分析反应精馏过程分析反应精馏过程分析一般精馏塔：一般精馏塔：一般精馏塔：一般精馏塔：确定进料位置的原则：确定进料位置的原则：确定进料位置的原则：确定进料位置的原则：1.1.1.1.保证反应物与催化剂充分接触；保证反应物与催化剂充分接触；保证反应物与催化剂充分接触；保证反应物与催化剂充分接触；2.2.2.2.保证一定的反应停留时间；保证一定的反应停留时间；保证一定的反应停留时间；保证一

116、定的反应停留时间；3.3.3.3.保证达到预期的产物分离。保证达到预期的产物分离。保证达到预期的产物分离。保证达到预期的产物分离。精馏段精馏段精馏段精馏段提馏段提馏段提馏段提馏段反应段反应段反应段反应段反应段催化剂的装填要求：反应段催化剂的装填要求：反应段催化剂的装填要求：反应段催化剂的装填要求：1. 1. 1. 1. 使反应段的催化剂床层有足够的自由空间，提供汽使反应段的催化剂床层有足够的自由空间，提供汽使反应段的催化剂床层有足够的自由空间，提供汽使反应段的催化剂床层有足够的自由空间，提供汽液相的流动通道，已进行液相反应；液相的流动通道，已进行液相反应；液相的流动通道，已进行液相反应；液相的

117、流动通道，已进行液相反应；2. 2. 2. 2. 具有足够的表面积；具有足够的表面积；具有足够的表面积；具有足够的表面积；3. 3. 3. 3. 允许催化剂颗粒的膨胀和收缩；允许催化剂颗粒的膨胀和收缩；允许催化剂颗粒的膨胀和收缩；允许催化剂颗粒的膨胀和收缩；4. 4. 4. 4. 结构简单、便于更换。结构简单、便于更换。结构简单、便于更换。结构简单、便于更换。流程设计依据：流程设计依据：流程设计依据：流程设计依据： 反应类型和反应物、产物的相对挥发度的关系反应类型和反应物、产物的相对挥发度的关系反应类型和反应物、产物的相对挥发度的关系反应类型和反应物、产物的相对挥发度的关系A CA CA A

118、C CA A C C或或 ACD ACDA A A AC C C CA A A AC C C CA A A AC C C CD D D DA+B A+B A+B A+B C+DC+DC+DC+DA+B A+B A+B A+B C+DC+DC+DC+DC C C CD D D DB B B BA A A AC+DC+DC+DC+DB B B BA A A A对于催化精馏塔：对于催化精馏塔：对于催化精馏塔：对于催化精馏塔： 催化剂填充段应放在反应物含量最大的区域催化剂填充段应放在反应物含量最大的区域催化剂填充段应放在反应物含量最大的区域催化剂填充段应放在反应物含量最大的区域 反应段反应段反应段反应

119、段 异戊烯醚脱醚异戊烯醚脱醚异戊烯醚脱醚异戊烯醚脱醚 异丙苯生产异丙苯生产异丙苯生产异丙苯生产异戊烯醚异戊烯醚异戊烯醚异戊烯醚异戊烯异戊烯异戊烯异戊烯醇醇醇醇丙烯丙烯丙烯丙烯苯苯苯苯异丙苯异丙苯异丙苯异丙苯局限性局限性局限性局限性1.1.1.1.反应精馏技术只适用于反应过程和分离过程可以在同一温反应精馏技术只适用于反应过程和分离过程可以在同一温反应精馏技术只适用于反应过程和分离过程可以在同一温反应精馏技术只适用于反应过程和分离过程可以在同一温度范围内进行的工艺，即在催化剂具有较高活性的温度范度范围内进行的工艺，即在催化剂具有较高活性的温度范度范围内进行的工艺，即在催化剂具有较高活性的温度范度范

120、围内进行的工艺，即在催化剂具有较高活性的温度范围，反应物系能够进行精馏，当催化剂活性温度超过物质围，反应物系能够进行精馏，当催化剂活性温度超过物质围，反应物系能够进行精馏，当催化剂活性温度超过物质围，反应物系能够进行精馏，当催化剂活性温度超过物质临界点时，物质无法液化，不具备精馏分离条件。临界点时，物质无法液化，不具备精馏分离条件。临界点时，物质无法液化，不具备精馏分离条件。临界点时，物质无法液化，不具备精馏分离条件。2.2.2.2.根据反应物和产物的相对挥发度大小，反应体系可分为四根据反应物和产物的相对挥发度大小，反应体系可分为四根据反应物和产物的相对挥发度大小，反应体系可分为四根据反应物和

121、产物的相对挥发度大小，反应体系可分为四类：第一类是所有产物的相对挥发度大于或小于所有反应类：第一类是所有产物的相对挥发度大于或小于所有反应类：第一类是所有产物的相对挥发度大于或小于所有反应类：第一类是所有产物的相对挥发度大于或小于所有反应物的相对挥发度；第二类是所有反应物的相对挥发度介于物的相对挥发度；第二类是所有反应物的相对挥发度介于物的相对挥发度；第二类是所有反应物的相对挥发度介于物的相对挥发度；第二类是所有反应物的相对挥发度介于产物相对挥发度之间；第三类是所有产物的相对挥发度介产物相对挥发度之间；第三类是所有产物的相对挥发度介产物相对挥发度之间；第三类是所有产物的相对挥发度介产物相对挥发

122、度之间；第三类是所有产物的相对挥发度介于反应物的相对挥发度之间；第四类是反应物和产物的相于反应物的相对挥发度之间；第四类是反应物和产物的相于反应物的相对挥发度之间；第四类是反应物和产物的相于反应物的相对挥发度之间；第四类是反应物和产物的相对挥发度基本相同。前两类可使用反应精馏操作。对挥发度基本相同。前两类可使用反应精馏操作。对挥发度基本相同。前两类可使用反应精馏操作。对挥发度基本相同。前两类可使用反应精馏操作。 离子交换分离是利用离子交换分离是利用离子交换分离是利用离子交换分离是利用固相离子交换剂功能基团固相离子交换剂功能基团固相离子交换剂功能基团固相离子交换剂功能基团所带的所带的所带的所带的

123、可交可交可交可交换离子换离子换离子换离子，与接触交换剂的溶液中相同电性的离子进行交换反，与接触交换剂的溶液中相同电性的离子进行交换反，与接触交换剂的溶液中相同电性的离子进行交换反，与接触交换剂的溶液中相同电性的离子进行交换反应，以达到粒子的置换、分离、去除、浓缩等目的的一种液、应，以达到粒子的置换、分离、去除、浓缩等目的的一种液、应，以达到粒子的置换、分离、去除、浓缩等目的的一种液、应，以达到粒子的置换、分离、去除、浓缩等目的的一种液、固传质与化学反应分离过程或方法。固传质与化学反应分离过程或方法。固传质与化学反应分离过程或方法。固传质与化学反应分离过程或方法。 离子交换的基本原理离子交换的基

124、本原理离子交换的基本原理离子交换的基本原理 特殊吸附过程，遵循相应的吸附理论。特殊吸附过程，遵循相应的吸附理论。特殊吸附过程，遵循相应的吸附理论。特殊吸附过程，遵循相应的吸附理论。 (1) (1) (1) (1) 离子交换平衡离子交换平衡离子交换平衡离子交换平衡 离子交换平衡规律的理论依据为质量作用定律离子交换平衡规律的理论依据为质量作用定律离子交换平衡规律的理论依据为质量作用定律离子交换平衡规律的理论依据为质量作用定律。离子交换分离离子交换分离 交换反应的平衡关系：交换反应的平衡关系： K - K - K - K - 离子交换平衡选择系数。离子交换平衡选择系数。离子交换平衡选择系数。离子交换

125、平衡选择系数。K K K K 值越大，吸着量越大，即溶液中的值越大，吸着量越大，即溶液中的值越大，吸着量越大，即溶液中的值越大，吸着量越大，即溶液中的 B B B Bn+n+n+n+离离离离子的去除率越高。根据子的去除率越高。根据子的去除率越高。根据子的去除率越高。根据K K K K值的大小，可以判断交换树脂选择性的强弱。值的大小，可以判断交换树脂选择性的强弱。值的大小，可以判断交换树脂选择性的强弱。值的大小，可以判断交换树脂选择性的强弱。(2) (2) (2) (2) 离子交换剂离子交换剂离子交换剂离子交换剂 离子交换剂：离子交换树脂离子交换剂：离子交换树脂离子交换剂：离子交换树脂离子交换剂

126、：离子交换树脂 无机离子交换剂（如天然与合成沸石）无机离子交换剂（如天然与合成沸石）无机离子交换剂（如天然与合成沸石）无机离子交换剂（如天然与合成沸石） 天然有机交换剂（如磺化煤等）天然有机交换剂（如磺化煤等）天然有机交换剂（如磺化煤等）天然有机交换剂（如磺化煤等）a-a-苯乙烯与二乙烯共聚物苯乙烯与二乙烯共聚物 b- b-丙烯酸与二乙烯共聚丙烯酸与二乙烯共聚物物 离子交换树脂离子交换树脂的固体骨架多为苯乙烯和二乙烯苯的共聚物，的固体骨架多为苯乙烯和二乙烯苯的共聚物，它具有三维交联结构。可用化学反应的方法，将某些离子功能它具有三维交联结构。可用化学反应的方法，将某些离子功能基团加到聚合物骨架上

127、，将其转变成具有离子交换性能的水溶基团加到聚合物骨架上，将其转变成具有离子交换性能的水溶胀性的凝胶。胀性的凝胶。 离子交换树脂基本结构离子交换树脂基本结构离子交换树脂基本结构离子交换树脂基本结构a-a-a-a-磺化；磺化；磺化；磺化；b-b-b-b-阳离子交换树脂中的固定离子与迁移离子示意；阳离子交换树脂中的固定离子与迁移离子示意；阳离子交换树脂中的固定离子与迁移离子示意；阳离子交换树脂中的固定离子与迁移离子示意；c-c-c-c-氯甲基化和氨基化氯甲基化和氨基化氯甲基化和氨基化氯甲基化和氨基化聚苯乙烯型阳离子交换树脂结构模型示意聚苯乙烯型阳离子交换树脂结构模型示意聚苯乙烯型阳离子交换树脂结构模

128、型示意聚苯乙烯型阳离子交换树脂结构模型示意图图图图 离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料，在离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料，在离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料，在离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料，在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同性离子进行交换。溶液中它能将本身的离子与溶液中的同性离子进行交换。溶液中它能将本身的离子与溶液中的同性离子进行交换。溶液中它能将本身的离子与溶液中的同性离子进行交换。 离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为离子交换

129、树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为0.11mm0.11mm0.11mm0.11mm 结构由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架（母体）、结构由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架（母体）、结构由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架（母体）、结构由三部分组成：不溶性的三维空间网状骨架（母体）、连接在骨架上的功能基团（惰性离子）、功能基团所带的连接在骨架上的功能基团（惰性离子）、功能基团所带的连接在骨架上的功能基团（惰性离子）、功能基团所带的连接在骨架上的功能基团（惰性离子）、功能基团所带的相反电荷的可交换离子（活动离子或可交换离子）。相反电荷的可交换离子（活动离子或可交换离子）。相反电荷的可

130、交换离子（活动离子或可交换离子）。相反电荷的可交换离子（活动离子或可交换离子）。 离子交换树脂分类离子交换树脂分类离子交换树脂分类离子交换树脂分类根据根据根据根据交换基团交换基团交换基团交换基团分类：分类：分类：分类：阳离子型树脂和阴离子型树脂阳离子型树脂和阴离子型树脂阳离子型树脂和阴离子型树脂阳离子型树脂和阴离子型树脂。阳离子型树脂：阳离子型树脂：阳离子型树脂：阳离子型树脂：-SO-SO3 3H H、-PO-PO3 3H H2 2、-COOH-COOH阴离子型树脂：阴离子型树脂：阴离子型树脂：阴离子型树脂：-N(CH-N(CH3 3) )3 3OHOH、-NH-NH2 2 根据根据根据根据交

131、换基团交换能力特征交换基团交换能力特征交换基团交换能力特征交换基团交换能力特征可分为：可分为：可分为：可分为：强酸型阳离子交换树脂、强酸型阳离子交换树脂、强酸型阳离子交换树脂、强酸型阳离子交换树脂、中等酸性阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂、强碱型阴离中等酸性阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂、强碱型阴离中等酸性阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂、强碱型阴离中等酸性阳离子交换树脂、弱酸型阳离子交换树脂、强碱型阴离子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂。子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂。子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂。子交换树脂、弱碱型阴离子交换树脂。 强酸型阳离子交换树脂强酸型阳离子交换树脂

132、强酸型阳离子交换树脂强酸型阳离子交换树脂：主要含有强酸性的反应基如磺酸：主要含有强酸性的反应基如磺酸：主要含有强酸性的反应基如磺酸：主要含有强酸性的反应基如磺酸基（基（基（基（SOSOSOSO3 3 3 3H H H H），此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。），此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。），此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。），此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。 弱酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂：具有较弱的反应基如羧基（：具有较弱的反应基如羧基（：具有较弱的反应基如羧基（：具有较弱的反应基如羧基（COOHCOOHCOOHCOOH基

133、），此离子交换树脂仅可交换部分阳离子。基），此离子交换树脂仅可交换部分阳离子。基），此离子交换树脂仅可交换部分阳离子。基），此离子交换树脂仅可交换部分阳离子。 中等酸型阳离子交换树脂中等酸型阳离子交换树脂中等酸型阳离子交换树脂中等酸型阳离子交换树脂：-PO-PO-PO-PO3 3 3 3H H H H2 2 2 2、-PO-PO-PO-PO3 3 3 3H H H H3 3 3 3、-SO-SO-SO-SO3 3 3 3H H H H2 2 2 2。 强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂：主要是含有较强的反应基，如：主要是含有较强的反应基，如：主要是

134、含有较强的反应基，如：主要是含有较强的反应基，如季胺基季胺基季胺基季胺基N N N N+ + + +(CH(CH(CH(CH3 3 3 3) ) ) )3 3 3 3，在氢氧形式下，在氢氧形式下，在氢氧形式下，在氢氧形式下，N N N N+ + + +(CH(CH(CH(CH3 3 3 3) ) ) )3 3 3 3OH-OH-OH-OH-中的氢氧离中的氢氧离中的氢氧离中的氢氧离子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴

135、离子进行交换去除。和所有的阴离子进行交换去除。和所有的阴离子进行交换去除。和所有的阴离子进行交换去除。 弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂：具有较弱的反应基如氨基，仅：具有较弱的反应基如氨基，仅：具有较弱的反应基如氨基，仅：具有较弱的反应基如氨基，仅能去除强酸中的阴离子如能去除强酸中的阴离子如能去除强酸中的阴离子如能去除强酸中的阴离子如SOSOSOSO4 4 4 42-2-2-2-，ClClClCl或或或或NONONONO3 3 3 3，对于，对于，对于，对于HCOHCOHCOHCO3 3 3 3，COCOCOCO3 3 3 32 2 2 2或或或

136、或SiOSiOSiOSiO4 4 4 42 2 2 2则无法去除则无法去除则无法去除则无法去除 。 按按按按物理结构物理结构物理结构物理结构的不同，可将离子交换树脂分为的不同，可将离子交换树脂分为的不同，可将离子交换树脂分为的不同，可将离子交换树脂分为凝胶型、大孔凝胶型、大孔凝胶型、大孔凝胶型、大孔型和载体型型和载体型型和载体型型和载体型三类。三类。三类。三类。 不同物理结构离子交换树脂的模型不同物理结构离子交换树脂的模型不同物理结构离子交换树脂的模型不同物理结构离子交换树脂的模型 凝胶型离子交换树脂凝胶型离子交换树脂凝胶型离子交换树脂凝胶型离子交换树脂 凡凡凡凡外外外外观观观观透透透透明明明

137、明、具具具具有有有有均均均均相相相相高高高高分分分分子子子子凝凝凝凝胶胶胶胶结结结结构构构构的的的的离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂统统统统称称称称为为为为凝凝凝凝胶胶胶胶型型型型离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂。这这这这类类类类树树树树脂脂脂脂表表表表面面面面光光光光滑滑滑滑，球球球球粒粒粒粒内内内内部部部部没没没没有有有有大大大大的的的的毛毛毛毛细细细细孔孔孔孔。在在在在水水水水中中中中会会会会溶溶溶溶胀胀胀胀成成成成凝凝凝凝胶胶胶胶状状状状，并并并并呈呈呈呈现现现现大大大大分分分分子子子子链链链链的的的的间间间间隙隙隙隙孔孔孔孔。大大大大分分分分子子子子链

138、链链链之之之之间间间间的的的的间间间间隙隙隙隙约约约约为为为为2 2 2 24nm4nm4nm4nm。一一一一般般般般无无无无机机机机小小小小分分分分子子子子的的的的半半半半径径径径在在在在1nm1nm1nm1nm以以以以下下下下，因因因因此此此此可可可可自自自自由由由由地地地地通通通通过过过过离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂内内内内大大大大分分分分子子子子链链链链的的的的间间间间隙隙隙隙。在在在在无无无无水水水水状状状状态态态态下下下下，凝凝凝凝胶胶胶胶型型型型离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂的的的的分分分分子子子子链链链链紧紧紧紧缩缩缩缩，体体体体积积积积缩

139、缩缩缩小小小小，无无无无机机机机小小小小分分分分子子子子无无无无法法法法通通通通过过过过。所所所所以以以以，这这这这类类类类离离离离子子子子交换树脂在干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。交换树脂在干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。交换树脂在干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。交换树脂在干燥条件下或油类中将丧失离子交换功能。 凝凝凝凝胶胶胶胶型型型型离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂还还还还存存存存在在在在一一一一个个个个严严严严重重重重的的的的缺缺缺缺点点点点，即即即即使使使使用用用用中中中中会会会会产产产产生生生生“中中中中毒毒毒毒”现现现现象象象象。所所所所谓谓谓谓的

140、的的的中中中中毒毒毒毒是是是是指指指指其其其其在在在在使使使使用用用用了了了了一一一一段段段段时时时时间间间间后后后后，会会会会失失失失去去去去离离离离子子子子交交交交换换换换功功功功能能能能现现现现象象象象。研研研研究究究究表表表表明明明明，这这这这是是是是由由由由于于于于苯苯苯苯乙乙乙乙烯与二乙烯基苯的共聚特性造成的。烯与二乙烯基苯的共聚特性造成的。烯与二乙烯基苯的共聚特性造成的。烯与二乙烯基苯的共聚特性造成的。 大孔型离子交换树脂大孔型离子交换树脂大孔型离子交换树脂大孔型离子交换树脂 针针针针对对对对凝凝凝凝胶胶胶胶型型型型离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂的的的的缺缺缺缺

141、点点点点，研研研研制制制制了了了了大大大大孔孔孔孔型型型型离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂。大大大大孔孔孔孔型型型型离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂外外外外观观观观不不不不透透透透明明明明，表表表表面粗糙，为非均相凝胶结构。面粗糙，为非均相凝胶结构。面粗糙，为非均相凝胶结构。面粗糙，为非均相凝胶结构。 大大大大孔孔孔孔型型型型离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂的的的的特特特特点点点点是是是是在在在在树树树树脂脂脂脂内内内内部部部部存存存存在在在在大大大大量量量量的的的的毛毛毛毛细细细细孔孔孔孔。无无无无论论论论树树树树脂脂脂脂处处处处于于于于干干干

142、干态态态态或或或或湿湿湿湿态态态态、收收收收缩缩缩缩或或或或溶溶溶溶胀胀胀胀时时时时，这这这这种种种种毛毛毛毛细细细细孔孔孔孔都都都都不不不不会会会会消消消消失失失失。凝凝凝凝胶胶胶胶型型型型离离离离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂中中中中的的的的分分分分子子子子间间间间隙隙隙隙为为为为2 2 2 24nm4nm4nm4nm，而而而而大大大大孔孔孔孔型型型型树树树树脂脂脂脂中中中中的的的的毛毛毛毛细细细细孔孔孔孔直直直直径径径径可可可可达达达达几几几几nmnmnmnm至至至至几几几几千千千千nmnmnmnm。分分分分子子子子间间间间隙隙隙隙为为为为2nm2nm2nm2nm的的的的离离离

143、离子子子子交交交交换换换换树树树树脂脂脂脂的的的的比比比比表表表表面面面面积积积积约约约约为为为为l l l l m m m m2 2 2 2/g/g/g/g，而而而而20nm20nm20nm20nm孔孔孔孔径径径径的的的的大大大大孔孔孔孔型型型型树树树树脂脂脂脂的的的的比比比比表表表表面面面面积积积积高高高高达达达达几几几几千千千千m m m m2 2 2 2/g/g/g/g。若若若若在在在在大大大大孔孔孔孔骨骨骨骨架架架架上上上上连连连连接接接接上上上上交交交交换换换换功功功功能基团，就成为大孔型离子交换树脂。能基团，就成为大孔型离子交换树脂。能基团，就成为大孔型离子交换树脂。能基团，就成

144、为大孔型离子交换树脂。 载体型离子交换树脂载体型离子交换树脂载体型离子交换树脂载体型离子交换树脂 载体型离子交换树脂是一种特殊用途树脂，主载体型离子交换树脂是一种特殊用途树脂，主载体型离子交换树脂是一种特殊用途树脂，主载体型离子交换树脂是一种特殊用途树脂，主要用作液相色谱的固定相。一般是将离子交换树脂要用作液相色谱的固定相。一般是将离子交换树脂要用作液相色谱的固定相。一般是将离子交换树脂要用作液相色谱的固定相。一般是将离子交换树脂包覆在硅胶或玻璃珠等表面上制成。它可经受液相包覆在硅胶或玻璃珠等表面上制成。它可经受液相包覆在硅胶或玻璃珠等表面上制成。它可经受液相包覆在硅胶或玻璃珠等表面上制成。它

145、可经受液相色谱中流动介质的高压，又具有离子交换功能。色谱中流动介质的高压，又具有离子交换功能。色谱中流动介质的高压，又具有离子交换功能。色谱中流动介质的高压，又具有离子交换功能。 此外，为了特殊的需要，已研制成多种具有特此外，为了特殊的需要，已研制成多种具有特此外，为了特殊的需要，已研制成多种具有特此外，为了特殊的需要，已研制成多种具有特殊功能的离子交换树脂。如螯合树脂、氧化还原树殊功能的离子交换树脂。如螯合树脂、氧化还原树殊功能的离子交换树脂。如螯合树脂、氧化还原树殊功能的离子交换树脂。如螯合树脂、氧化还原树脂、两性树脂等。脂、两性树脂等。脂、两性树脂等。脂、两性树脂等。 离子交换树脂的命名

146、离子交换树脂的命名 我国前石油化学工业部于我国前石油化学工业部于19771977年年7 7月月l l日正式颁布了离日正式颁布了离子交换树脂的部颁标准子交换树脂的部颁标准HG2-884-886-76HG2-884-886-76离子交换树脂产离子交换树脂产品分类、命名及型号品分类、命名及型号。 这套标准中规定，离子交换树脂的全名由分类名称、这套标准中规定，离子交换树脂的全名由分类名称、骨架（或基团）名称和基本名称排列组成。骨架（或基团）名称和基本名称排列组成。 离子交换树脂的离子交换树脂的基本名称为离子交换树脂基本名称为离子交换树脂。凡分类中。凡分类中属酸性的，在基本名称前加属酸性的，在基本名称前

147、加“阳阳”字字；凡分类中；凡分类中属碱性的，属碱性的，在基本名称前加在基本名称前加“阴阴”字字。此外，为了区别离子交换树脂。此外，为了区别离子交换树脂产品中同一类中的不同品种，在产品中同一类中的不同品种，在全名前必须加型号全名前必须加型号。 离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成离子交换树脂的型号由三位阿拉伯数字组成。第一位数字。第一位数字。第一位数字。第一位数字代表代表代表代表产品分类产品分类产品分类产品分类；第二位数字代表；第二位数字代表；第二位数字代表；第二位数字代表骨架结构骨架结构骨架结构骨架结构；第三位数字为

148、；第三位数字为；第三位数字为；第三位数字为顺顺顺顺序号序号序号序号，用于区别离子交换树脂树脂中基团、交联剂、致孔剂，用于区别离子交换树脂树脂中基团、交联剂、致孔剂，用于区别离子交换树脂树脂中基团、交联剂、致孔剂，用于区别离子交换树脂树脂中基团、交联剂、致孔剂等的不同，由各生产厂自行掌握和制定。对凝胶型离子交换等的不同，由各生产厂自行掌握和制定。对凝胶型离子交换等的不同，由各生产厂自行掌握和制定。对凝胶型离子交换等的不同，由各生产厂自行掌握和制定。对凝胶型离子交换树脂，往往在型号后面用树脂，往往在型号后面用树脂，往往在型号后面用树脂，往往在型号后面用“”“”“”“”和一个阿拉伯树脂相连，以和一个

149、阿拉伯树脂相连，以和一个阿拉伯树脂相连，以和一个阿拉伯树脂相连，以表示树脂的交联度（质量百分数），而对大孔型树脂，则在表示树脂的交联度（质量百分数），而对大孔型树脂，则在表示树脂的交联度（质量百分数），而对大孔型树脂，则在表示树脂的交联度（质量百分数），而对大孔型树脂，则在型号前冠以字母型号前冠以字母型号前冠以字母型号前冠以字母“D”“D”“D”“D”。 各类离子交换树脂的具体编号为：各类离子交换树脂的具体编号为：各类离子交换树脂的具体编号为：各类离子交换树脂的具体编号为： 001099 001099 001099 001099 强酸型阳离子交换树脂强酸型阳离子交换树脂强酸型阳离子交换树脂强酸

150、型阳离子交换树脂 100199 100199 100199 100199 弱酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂 200299 200299 200299 200299 强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂 300399 300399 300399 300399 弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂 400499 400499 400499 400499 螯合型离子交换树脂螯合型离子交换树脂螯合型离子交换树脂螯合型离子交换树脂 500599 500599 50059

151、9 500599 两性型离子交换树脂两性型离子交换树脂两性型离子交换树脂两性型离子交换树脂 600699 600699 600699 600699 氧化还原型离子交换树脂氧化还原型离子交换树脂氧化还原型离子交换树脂氧化还原型离子交换树脂编号编号编号编号骨架分类骨架分类骨架分类骨架分类0 0 0 0聚苯乙烯系聚苯乙烯系聚苯乙烯系聚苯乙烯系1 1 1 1聚丙烯酸系聚丙烯酸系聚丙烯酸系聚丙烯酸系2 2 2 2酚醛树脂系酚醛树脂系酚醛树脂系酚醛树脂系3 3 3 3环氧树脂系环氧树脂系环氧树脂系环氧树脂系4 4 4 4聚乙烯吡啶系聚乙烯吡啶系聚乙烯吡啶系聚乙烯吡啶系5 5 5 5脲醛树脂系脲醛树脂系脲醛

152、树脂系脲醛树脂系6 6 6 6聚氯乙稀系聚氯乙稀系聚氯乙稀系聚氯乙稀系离子交换树脂骨架分类编号离子交换树脂骨架分类编号离子交换树脂骨架分类编号离子交换树脂骨架分类编号例：例：例：例：D113D113D113D113树脂是水处理应用中用量很大的一种树脂。从命名规定可知，树脂是水处理应用中用量很大的一种树脂。从命名规定可知，树脂是水处理应用中用量很大的一种树脂。从命名规定可知，树脂是水处理应用中用量很大的一种树脂。从命名规定可知，这是这是这是这是种大孔型弱酸型丙烯酸系阳离子交换树脂；而种大孔型弱酸型丙烯酸系阳离子交换树脂；而种大孔型弱酸型丙烯酸系阳离子交换树脂；而种大孔型弱酸型丙烯酸系阳离子交换树

153、脂；而00110001100011000110树脂则是指树脂则是指树脂则是指树脂则是指交联度为交联度为交联度为交联度为10%10%10%10%的强酸型苯乙烯系阳离子交换树脂。的强酸型苯乙烯系阳离子交换树脂。的强酸型苯乙烯系阳离子交换树脂。的强酸型苯乙烯系阳离子交换树脂。 (3) (3) (3) (3) 传质速率传质速率传质速率传质速率 在离子交换过程中，同样存在着两个主要的传质阻力：在离子交换过程中，同样存在着两个主要的传质阻力：在离子交换过程中，同样存在着两个主要的传质阻力：在离子交换过程中，同样存在着两个主要的传质阻力： 离子交换剂粒子附近的边界层中产生外部传质阻力。离子交换剂粒子附近的边

154、界层中产生外部传质阻力。离子交换剂粒子附近的边界层中产生外部传质阻力。离子交换剂粒子附近的边界层中产生外部传质阻力。 是在粒子内部的扩散传质阻力。是在粒子内部的扩散传质阻力。是在粒子内部的扩散传质阻力。是在粒子内部的扩散传质阻力。 一般来说，溶液中交换离子的浓度很低时，外部传质一般来说，溶液中交换离子的浓度很低时，外部传质一般来说，溶液中交换离子的浓度很低时，外部传质一般来说，溶液中交换离子的浓度很低时，外部传质是控制步骤，在分离因数或选择性系数很高时，倾向于外部是控制步骤，在分离因数或选择性系数很高时，倾向于外部是控制步骤，在分离因数或选择性系数很高时，倾向于外部是控制步骤，在分离因数或选择性系数很高时，倾向于外部扩散控制。扩散控制。扩散控制。扩散控制。