《无机与分析化学-第十三章PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机与分析化学-第十三章PPT课件（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十三章第十三章复杂物质的分离与富集2021/5/212021/5/211 113.1沉淀分离法沉淀分离法13.2 13.2 液液- -液萃取分离液萃取分离法法13.3 离子交换离子交换分离法分离法13.4层析分离法层析分离法13.5新的分离和富集方法简介新的分离和富集方法简介2021/5/212021/5/212 2学习要求 1.了解复杂物质的分离与富集的目的 和意义。 2.掌握各种常用的分离与富集方法的 基本原理。 2021/5/212021/5/213 3 13.1 13.1 沉淀分离法沉淀分离法 利用沉淀反应进行分离的方法。利用沉淀反应进行分离的方法。利用沉淀反应进行分离的方法。利用沉
2、淀反应进行分离的方法。 13.1.1 13.1.1 13.1.1 13.1.1 无机沉淀剂沉淀分离法无机沉淀剂沉淀分离法无机沉淀剂沉淀分离法无机沉淀剂沉淀分离法 1. 1. 1. 1. 氢氧化物沉淀分离氢氧化物沉淀分离氢氧化物沉淀分离氢氧化物沉淀分离 常用沉淀剂：氢氧化钠、氨和氨缓冲液常用沉淀剂：氢氧化钠、氨和氨缓冲液常用沉淀剂：氢氧化钠、氨和氨缓冲液常用沉淀剂：氢氧化钠、氨和氨缓冲液 2.2.2.2. 硫化物沉淀分离硫化物沉淀分离硫化物沉淀分离硫化物沉淀分离 主要沉淀剂：硫化氢主要沉淀剂：硫化氢主要沉淀剂：硫化氢主要沉淀剂：硫化氢2021/5/212021/5/214 413.1.2 13.
3、1.2 有机沉淀剂沉淀分离法有机沉淀剂沉淀分离法 几种常见的有机沉淀剂几种常见的有机沉淀剂几种常见的有机沉淀剂几种常见的有机沉淀剂1. 1.草酸：草酸： 用于用于CaCa2 2、SrSr2+2+、BaBa2+2+、Th(IV)Th(IV)、稀土金属离子与、稀土金属离子与FeFe3+3+、AlAl3+3+、Zr(IV)Zr(IV)、Nb(V)Nb(V)、Ta(V)Ta(V)等离子的分离，等离子的分离，前者形成草酸盐沉淀，后者生成可溶性配合物。前者形成草酸盐沉淀，后者生成可溶性配合物。2. 2. 铜铁试剂铜铁试剂(N(N亚硝基苯胲铵盐亚硝基苯胲铵盐) )： 用于在用于在1 : 9 H1 : 9 H
4、2 2SOSO4 4介质中沉淀介质中沉淀FeFe3+3+、Ti(IV)Ti(IV)、V(V)V(V)而而与与AlAl3+3+、CrCr3+3+、CoCo2+2+、NiNi2+2+等离子间的分离。等离子间的分离。3. 3.铜试剂铜试剂( (二乙基胺二硫代甲酸钠二乙基胺二硫代甲酸钠) )： 用于沉淀除去重金属，使其与用于沉淀除去重金属，使其与AlAl3+3+、稀土和碱金属、稀土和碱金属离子分离。离子分离。2021/5/212021/5/215 513.1.3 13.1.3 共沉淀分离和富集共沉淀分离和富集 在在在在试试试试样样样样中中中中加加加加入入入入某某某某种种种种其其其其他他他他离离离离子子
5、子子，与与与与沉沉沉沉淀淀淀淀剂剂剂剂形形形形成成成成沉沉沉沉淀淀淀淀，利利利利用用用用该该该该沉沉沉沉淀淀淀淀作作作作为为为为载载载载体体体体，将将将将痕痕痕痕量量量量组组组组分分分分定定定定量量量量地地地地共共共共沉沉沉沉淀淀淀淀下下下下来来来来，然然然然后后后后将将将将沉沉沉沉淀淀淀淀溶溶溶溶解解解解在在在在少少少少量量量量溶溶溶溶剂剂剂剂中中中中，以以以以达达达达到到到到分分分分离离离离和和和和富富富富集集集集的的的的目目目目的的的的，这这这这种种种种方方方方法法法法称称称称为为为为共共共共沉沉沉沉淀淀淀淀分分分分离离离离法法法法。常常常常用用用用的的的的共共共共沉沉沉沉淀淀淀淀剂剂剂
6、剂有有有有无无无无机机机机共共共共沉沉沉沉淀淀淀淀剂剂剂剂和和和和有有有有机机机机共共共共沉淀剂两类。沉淀剂两类。沉淀剂两类。沉淀剂两类。 11.1.4 11.1.4 常用的生化沉淀分离法常用的生化沉淀分离法 盐析法盐析法 等电点沉淀法等电点沉淀法 2021/5/212021/5/216 613.2 13.2 液液- -液萃取分离法液萃取分离法13.2.1 13.2.1 萃取分离的基本原理萃取分离的基本原理1 1. . 萃取过程的本质萃取过程的本质萃取过程的本质萃取过程的本质 相似相溶原则：极性化合物易溶于极性的溶剂中，相似相溶原则：极性化合物易溶于极性的溶剂中，相似相溶原则：极性化合物易溶于
7、极性的溶剂中，相似相溶原则：极性化合物易溶于极性的溶剂中，而非极性化合物易溶于非极性的溶剂中。而非极性化合物易溶于非极性的溶剂中。而非极性化合物易溶于非极性的溶剂中。而非极性化合物易溶于非极性的溶剂中。例如例如例如例如I I2 2是一种非极性化合物、是一种非极性化合物、是一种非极性化合物、是一种非极性化合物、CClCCl4 4是非极性溶剂，水是非极性溶剂，水是非极性溶剂，水是非极性溶剂，水是极性溶剂，所以是极性溶剂，所以是极性溶剂，所以是极性溶剂，所以I I2 2易溶于易溶于易溶于易溶于CClCCl4 4而难溶于水。当用等而难溶于水。当用等而难溶于水。当用等而难溶于水。当用等体积的体积的体积的
8、体积的CClCCl4 4从从从从I I2 2的水溶液中提取的水溶液中提取的水溶液中提取的水溶液中提取I I2 2时，萃取百分率可时，萃取百分率可时，萃取百分率可时，萃取百分率可达达达达98.898.8。常用的非极性溶剂：酮类、醚类、苯、常用的非极性溶剂：酮类、醚类、苯、常用的非极性溶剂：酮类、醚类、苯、常用的非极性溶剂：酮类、醚类、苯、CClCCl4 4和和和和CHClCHCl3 32021/5/212021/5/217 72. 2. 2. 2. 分配系数和分配比分配系数和分配比分配系数和分配比分配系数和分配比 用有机溶剂从水相中萃取溶质用有机溶剂从水相中萃取溶质A A时，溶质时，溶质A A就
9、就会在两相间进行分配，如果溶质会在两相间进行分配，如果溶质A A在两相中存在在两相中存在的型体相同，达到分配平衡时在有机相中的平衡的型体相同，达到分配平衡时在有机相中的平衡浓度浓度c c(A)(A)o o和在水相中的平衡浓度和在水相中的平衡浓度c c(A)(A)w w之比在一定之比在一定温度下是一常数，即温度下是一常数，即 (11-1)(11-1) 式式(11-1)(11-1)称为分配定律，称为分配定律，K KD D为分配系数。为分配系数。 分配比是指溶质在有机相中的各种存在形体分配比是指溶质在有机相中的各种存在形体的总浓度的总浓度c co o和在水相中的各种存在形体的总浓度和在水相中的各种存
10、在形体的总浓度c cw w之比，用之比，用D D表示为表示为 (11-2)(11-2)2021/5/212021/5/218 83. 3. 3. 3. 萃取效率萃取效率萃取效率萃取效率 在分析工作中，常用萃取率在分析工作中，常用萃取率E E表示萃取的完全表示萃取的完全程度。萃取率是物质被萃取到有机相中的百分率。程度。萃取率是物质被萃取到有机相中的百分率。 式中式中V Vw w /V /Vo o又称相比。该式表明萃取率由分配比和相又称相比。该式表明萃取率由分配比和相比决定。一方面，当相比一定时，萃取率仅取决比决定。一方面，当相比一定时，萃取率仅取决于分配比于分配比D D，D D越大，萃取效率越高
11、。越大，萃取效率越高。 2021/5/212021/5/219 913.2.2 重要的萃取体系1 1螯合物萃取体系螯合物萃取体系 螯合物萃取中使用的萃取剂螯合物萃取中使用的萃取剂( (即螯合剂即螯合剂) )一般一般是有机弱酸或弱碱，它们能与待萃取的金属离子是有机弱酸或弱碱，它们能与待萃取的金属离子形成电中性的螯合物，同时萃取剂本身应含有较形成电中性的螯合物，同时萃取剂本身应含有较多的疏水基团，有利于有机溶剂的萃取。多的疏水基团，有利于有机溶剂的萃取。 2. 2. 离子缔合物萃取体系离子缔合物萃取体系 阴离子和阳离子通过静电引力结合形成的电阴离子和阳离子通过静电引力结合形成的电中性化合物称为离子
12、缔合物。该缔合物具有疏水中性化合物称为离子缔合物。该缔合物具有疏水性，能被有机溶剂萃取。性，能被有机溶剂萃取。 2021/5/212021/5/21101011.3 11.3 离子交换分离法离子交换分离法11.3.1 11.3.1 离子交换树脂的种类和性质离子交换树脂的种类和性质1.1.1.1. 离子交换书脂的种类离子交换书脂的种类离子交换书脂的种类离子交换书脂的种类 阳离子交换树脂阳离子交换树脂阳离子交换树脂阳离子交换树脂 a. a.强酸型强酸型强酸型强酸型 活性基团活性基团活性基团活性基团SOSO3 3HH ，在酸性、碱性和中，在酸性、碱性和中，在酸性、碱性和中，在酸性、碱性和中性溶液中都
13、能使用。性溶液中都能使用。性溶液中都能使用。性溶液中都能使用。b.b.弱酸型弱酸型弱酸型弱酸型 活性基团活性基团活性基团活性基团COOHCOOH和和和和OH, OH, 在碱性和在碱性和在碱性和在碱性和中性溶液中使用。中性溶液中使用。中性溶液中使用。中性溶液中使用。阴离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂a. a.强碱型强碱型强碱型强碱型 活性基团季氨基活性基团季氨基活性基团季氨基活性基团季氨基 N(CHN(CH3 3) )3 3ClCl，在酸，在酸，在酸，在酸性、碱性和中性溶液中都能使用性、碱性和中性溶液中都能使用性、碱性和中性溶液中都能使用性、碱性和中性溶液中都能使用。b.b
14、.弱碱型弱碱型弱碱型弱碱型 活性基团伯氨基活性基团伯氨基活性基团伯氨基活性基团伯氨基NHNH2 2 、仲氨基、仲氨基、仲氨基、仲氨基=NH=NH或叔氨基或叔氨基或叔氨基或叔氨基 N N ，在酸性和中性溶液中使用在酸性和中性溶液中使用在酸性和中性溶液中使用在酸性和中性溶液中使用。2021/5/212021/5/211111螯合树脂螯合树脂螯合树脂螯合树脂 含有特殊的活性基团，可与某些金属离子形含有特殊的活性基团，可与某些金属离子形含有特殊的活性基团，可与某些金属离子形含有特殊的活性基团，可与某些金属离子形 成螯合物，在交换过程中能选择性地交换某些金属离子。成螯合物，在交换过程中能选择性地交换某些
15、金属离子。成螯合物，在交换过程中能选择性地交换某些金属离子。成螯合物，在交换过程中能选择性地交换某些金属离子。大孔树脂大孔树脂大孔树脂大孔树脂 如国产如国产如国产如国产D202D202钠型大孔阳离子交换树脂，钠型大孔阳离子交换树脂，钠型大孔阳离子交换树脂，钠型大孔阳离子交换树脂，D301D301氯型大孔阴离子交换树脂。氯型大孔阴离子交换树脂。氯型大孔阴离子交换树脂。氯型大孔阴离子交换树脂。氧化还原树脂氧化还原树脂氧化还原树脂氧化还原树脂 含有可逆的氧化还原基团，可与溶液中含有可逆的氧化还原基团，可与溶液中含有可逆的氧化还原基团，可与溶液中含有可逆的氧化还原基团，可与溶液中离子发生电子转移，主要
16、用于氧化还原而不引入杂质，离子发生电子转移，主要用于氧化还原而不引入杂质，离子发生电子转移，主要用于氧化还原而不引入杂质，离子发生电子转移，主要用于氧化还原而不引入杂质，提高产品纯度，除去溶液中溶解的氧气。提高产品纯度，除去溶液中溶解的氧气。提高产品纯度，除去溶液中溶解的氧气。提高产品纯度，除去溶液中溶解的氧气。 萃淋树脂萃淋树脂萃淋树脂萃淋树脂 以苯乙烯二乙烯苯为骨架的大孔结构和有以苯乙烯二乙烯苯为骨架的大孔结构和有以苯乙烯二乙烯苯为骨架的大孔结构和有以苯乙烯二乙烯苯为骨架的大孔结构和有机萃取剂的共聚物，兼有离子交换法和萃取法的优点，机萃取剂的共聚物，兼有离子交换法和萃取法的优点，机萃取剂的
17、共聚物，兼有离子交换法和萃取法的优点，机萃取剂的共聚物，兼有离子交换法和萃取法的优点，如如如如TBPTBP、P507P507、PMBPPMBP等萃淋树脂。等萃淋树脂。等萃淋树脂。等萃淋树脂。纤维交换剂纤维交换剂纤维交换剂纤维交换剂 天然纤维素上的羟基进行酯化、磷酸化、天然纤维素上的羟基进行酯化、磷酸化、天然纤维素上的羟基进行酯化、磷酸化、天然纤维素上的羟基进行酯化、磷酸化、羧基化后，可制成阳离子交换剂；经过胺化后制成阴离羧基化后，可制成阳离子交换剂；经过胺化后制成阴离羧基化后，可制成阳离子交换剂；经过胺化后制成阴离羧基化后，可制成阳离子交换剂；经过胺化后制成阴离子交换剂。子交换剂。子交换剂。子
18、交换剂。2021/5/212021/5/211212 离子交换树脂的结构离子交换树脂的结构离子交换树脂的结构离子交换树脂的结构具有网状结构的高聚物。具有网状结构的高聚物。具有网状结构的高聚物。具有网状结构的高聚物。交联度和交换容量交联度和交换容量交联度和交换容量交联度和交换容量交联度交联度交联度交联度 树脂中所含交联剂的质量百分率，是离子交换树脂中所含交联剂的质量百分率，是离子交换树脂中所含交联剂的质量百分率，是离子交换树脂中所含交联剂的质量百分率，是离子交换树脂的重要性质之一。树脂的重要性质之一。树脂的重要性质之一。树脂的重要性质之一。交换容量交换容量交换容量交换容量 指每克干树脂所能交换的
19、物质的量，它决定指每克干树脂所能交换的物质的量，它决定指每克干树脂所能交换的物质的量，它决定指每克干树脂所能交换的物质的量，它决定 于树脂网状结构内所含活性基团的数目。于树脂网状结构内所含活性基团的数目。于树脂网状结构内所含活性基团的数目。于树脂网状结构内所含活性基团的数目。树脂的交联度一般以树脂的交联度一般以树脂的交联度一般以树脂的交联度一般以4 4 4 414141414为宜。为宜。为宜。为宜。一般树脂的交换容量为一般树脂的交换容量为一般树脂的交换容量为一般树脂的交换容量为3 36 6 mmolgmmolg-1-1。2021/5/212021/5/21131313.3.2 13.3.2 离
20、子交换亲和力离子交换亲和力1.1.1.1.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不同价态的离子，电荷越高，亲和力越大。不同价态的离子，电荷越高，亲和力越大。不同价态的离子，电荷越高，亲和力越大。不同价态的离子，电荷越高，亲和力越大。如：如：Na+Ca2+Al3+Th4+当离子价态相同时，亲和力随着水合离子半径减当离子价态相同时，亲和力随着水合离子半径减当离子价态相同时，亲和力随着水合离子半径减当离子价态相同时，亲和力随着水合离子半径减小而增大。小而增大。小而增大。小而增大。如：如：如：如：LiLi+ +HH+ +NaNa+ +NH4NH4+ +KK+
21、+RbRb+ +CsCs+ +AgAg+ +TlTl+ +2.2.2.2.强碱性型阴离子交换树脂强碱性型阴离子交换树脂强碱性型阴离子交换树脂强碱性型阴离子交换树脂F FOHOHCHCH3 3COOCOOHCOO ClHCOO ClNONO2 2CNCNBrBrCC2 2OO4 42 2NONO3 3HSOHSO4 4IICrOCrO4 42 2SOSO4 42 2- - 柠檬酸根离子柠檬酸根离子柠檬酸根离子柠檬酸根离子2021/5/212021/5/21141413.4 13.4 层析分离法层析分离法层析法又称色谱法，是一种物理化学分离方法。利用层析法又称色谱法，是一种物理化学分离方法。利用层
22、析法又称色谱法，是一种物理化学分离方法。利用层析法又称色谱法，是一种物理化学分离方法。利用各组分的物理活性性质的差异，使各组分不同程度地分配各组分的物理活性性质的差异，使各组分不同程度地分配各组分的物理活性性质的差异，使各组分不同程度地分配各组分的物理活性性质的差异，使各组分不同程度地分配在两相中，一相为固定相，另一相为流动相。由于各组分在两相中，一相为固定相，另一相为流动相。由于各组分在两相中，一相为固定相，另一相为流动相。由于各组分在两相中，一相为固定相，另一相为流动相。由于各组分受固定相所产生的阻力（吸附）和受流动相所产生的推动受固定相所产生的阻力（吸附）和受流动相所产生的推动受固定相所
23、产生的阻力（吸附）和受流动相所产生的推动受固定相所产生的阻力（吸附）和受流动相所产生的推动力（溶解能力）不同，从而使各组分以不同的速度移动，力（溶解能力）不同，从而使各组分以不同的速度移动，力（溶解能力）不同，从而使各组分以不同的速度移动，力（溶解能力）不同，从而使各组分以不同的速度移动，达到分离的目的。达到分离的目的。达到分离的目的。达到分离的目的。按其操作可分：按其操作可分：按其操作可分：按其操作可分：柱色谱柱色谱柱色谱柱色谱 （固定相固定在柱上）（固定相固定在柱上）（固定相固定在柱上）（固定相固定在柱上）纸色谱纸色谱纸色谱纸色谱 （固定相固定在纸上）（固定相固定在纸上）（固定相固定在纸上
24、）（固定相固定在纸上）薄层色谱薄层色谱薄层色谱薄层色谱 （固定相固定在板上）（固定相固定在板上）（固定相固定在板上）（固定相固定在板上）2021/5/212021/5/21151513.4.1 13.4.1 柱层析法柱层析法固液吸附柱色谱固液吸附柱色谱固液吸附柱色谱固液吸附柱色谱固定相：固定相：固定相：固定相：吸附剂如吸附剂如吸附剂如吸附剂如AlAl2 2OO3 3或硅胶或硅胶或硅胶或硅胶流动相：流动相：流动相：流动相：有机溶剂有机溶剂有机溶剂有机溶剂原原原原 理：理：理：理：吸附溶解平衡吸附溶解平衡吸附溶解平衡吸附溶解平衡液液分配柱色谱液液分配柱色谱液液分配柱色谱液液分配柱色谱载载载载 体：
25、体：体：体：硅胶、纤维素硅胶、纤维素硅胶、纤维素硅胶、纤维素固定相：固定相：固定相：固定相：水（水被粒状硅胶吸附，硅胶含本身质水（水被粒状硅胶吸附，硅胶含本身质水（水被粒状硅胶吸附，硅胶含本身质水（水被粒状硅胶吸附，硅胶含本身质 量量量量70707070的水）的水）的水）的水）流动相：流动相：流动相：流动相：有机溶剂有机溶剂有机溶剂有机溶剂2021/5/212021/5/21161613.4.2 13.4.2 纸层析法纸层析法载载载载 体：体：体：体：滤纸滤纸滤纸滤纸固固固固 定定定定 相：相：相：相：水（纸上吸着的水分）水（纸上吸着的水分）水（纸上吸着的水分）水（纸上吸着的水分）流流流流 动
26、动动动 相：相：相：相：有机溶剂（展开剂）有机溶剂（展开剂）有机溶剂（展开剂）有机溶剂（展开剂）原原原原 理：理：理：理：液液分配液液分配液液分配液液分配操操操操 作：作：作：作：点样、展开、干燥、显色得到色点样、展开、干燥、显色得到色点样、展开、干燥、显色得到色点样、展开、干燥、显色得到色 谱图、谱图、谱图、谱图、 测定（定性和定量）测定（定性和定量）测定（定性和定量）测定（定性和定量）2021/5/212021/5/21171713.4.3 13.4.3 薄层层析法薄层层析法原原原原 理：理：理：理： 将固定相吸附剂均匀地涂在玻璃上制成薄层板，试样中将固定相吸附剂均匀地涂在玻璃上制成薄层板
27、，试样中将固定相吸附剂均匀地涂在玻璃上制成薄层板，试样中将固定相吸附剂均匀地涂在玻璃上制成薄层板，试样中的各组分在固定相和作为展开剂的流动相之间不断地发生溶的各组分在固定相和作为展开剂的流动相之间不断地发生溶的各组分在固定相和作为展开剂的流动相之间不断地发生溶的各组分在固定相和作为展开剂的流动相之间不断地发生溶解、吸附、再溶解、再吸附的分配过程。不同物质上升的距解、吸附、再溶解、再吸附的分配过程。不同物质上升的距解、吸附、再溶解、再吸附的分配过程。不同物质上升的距解、吸附、再溶解、再吸附的分配过程。不同物质上升的距离不一样而形成相互分开的斑点从而达到分离。离不一样而形成相互分开的斑点从而达到分
28、离。离不一样而形成相互分开的斑点从而达到分离。离不一样而形成相互分开的斑点从而达到分离。操操操操 作作作作 方方方方 法：法：法：法：同纸层析法同纸层析法同纸层析法同纸层析法固固固固 定定定定 相：相：相：相：吸附剂（硅胶、活性氧化铝、纤维素等）吸附剂（硅胶、活性氧化铝、纤维素等）吸附剂（硅胶、活性氧化铝、纤维素等）吸附剂（硅胶、活性氧化铝、纤维素等）流流流流 动动动动 相：相：相：相：有机溶剂有机溶剂有机溶剂有机溶剂展展展展 开开开开 方方方方 法：法：法：法：展开缸和展开缸和展开缸和展开缸和展展展展开槽展开开槽展开开槽展开开槽展开应应应应 用：用：用：用：用硅胶用硅胶用硅胶用硅胶G(G(G
29、(G(含煅石膏作黏合剂含煅石膏作黏合剂含煅石膏作黏合剂含煅石膏作黏合剂) ) ) )薄层和适当展薄层和适当展薄层和适当展薄层和适当展 开剂分离各种有机磷农药。开剂分离各种有机磷农药。开剂分离各种有机磷农药。开剂分离各种有机磷农药。2021/5/212021/5/211818 13.5.1 13.5.1超临界萃取分离法超临界萃取分离法13.5 13.5 新的分离和富集方法简介新的分离和富集方法简介1.1.1.1.基本原理基本原理基本原理基本原理 超临界流体萃取分离法是超临界流体萃取分离法是超临界流体萃取分离法是超临界流体萃取分离法是利用超临界流体做萃取利用超临界流体做萃取利用超临界流体做萃取利用
30、超临界流体做萃取剂在两相之间进行的一种萃取方法。剂在两相之间进行的一种萃取方法。剂在两相之间进行的一种萃取方法。剂在两相之间进行的一种萃取方法。 超临界流体是超临界流体是超临界流体是超临界流体是介于气液之间的一种物态介于气液之间的一种物态介于气液之间的一种物态介于气液之间的一种物态，它只能，它只能，它只能，它只能在在在在物质的温度和压力超过临界点时才能存在。物质的温度和压力超过临界点时才能存在。物质的温度和压力超过临界点时才能存在。物质的温度和压力超过临界点时才能存在。 超临界流体的密度大，与液体相仿，所以它与溶超临界流体的密度大，与液体相仿，所以它与溶超临界流体的密度大，与液体相仿，所以它与
31、溶超临界流体的密度大，与液体相仿，所以它与溶质分子的作用力很强，很容易溶解其他物质。另一方质分子的作用力很强，很容易溶解其他物质。另一方质分子的作用力很强，很容易溶解其他物质。另一方质分子的作用力很强，很容易溶解其他物质。另一方面，它的黏度较小，接近气体，传质速率很高；加上面，它的黏度较小，接近气体，传质速率很高；加上面，它的黏度较小，接近气体，传质速率很高；加上面，它的黏度较小，接近气体，传质速率很高；加上表面张力小，容易渗透固体颗粒，保持较大的流速，表面张力小，容易渗透固体颗粒，保持较大的流速，表面张力小，容易渗透固体颗粒，保持较大的流速，表面张力小，容易渗透固体颗粒，保持较大的流速，使萃
32、取过程在高效、快速、经济的条件下完成。使萃取过程在高效、快速、经济的条件下完成。使萃取过程在高效、快速、经济的条件下完成。使萃取过程在高效、快速、经济的条件下完成。2021/5/212021/5/2119192 2超临界流体的选择超临界流体的选择 超临界流体萃取中萃取剂的选择随超临界流体萃取中萃取剂的选择随超临界流体萃取中萃取剂的选择随超临界流体萃取中萃取剂的选择随萃取萃取萃取萃取对象对象对象对象的不同而改变；的不同而改变；的不同而改变；的不同而改变； 通常用通常用通常用通常用二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳作超临界流体萃取剂分作超临界流体萃取剂分作超临界流体萃取剂分作超临界流体萃取剂分离萃取
33、离萃取离萃取离萃取低极性和非极性的化合物低极性和非极性的化合物低极性和非极性的化合物低极性和非极性的化合物； 用用用用氨或氧化亚氮氨或氧化亚氮氨或氧化亚氮氨或氧化亚氮作超临界流体萃取剂分作超临界流体萃取剂分作超临界流体萃取剂分作超临界流体萃取剂分离萃取离萃取离萃取离萃取极性较大的化合物极性较大的化合物极性较大的化合物极性较大的化合物。2021/5/212021/5/212020超临界萃取装置超临界萃取装置2021/5/212021/5/212121超临界萃取流程示意图超临界萃取流程示意图提携剂补充CO2萃取产物萃取器萃取器贮槽CO2贮槽分离器冷凝器加热器2021/5/212021/5/2122
34、223.3.影响超临界萃取的因素影响超临界萃取的因素压力的影响压力的影响 压力的改变会使超临界流体对物质的溶压力的改变会使超临界流体对物质的溶压力的改变会使超临界流体对物质的溶压力的改变会使超临界流体对物质的溶解能力发生很大的改变。利用这种特性，只解能力发生很大的改变。利用这种特性，只解能力发生很大的改变。利用这种特性，只解能力发生很大的改变。利用这种特性，只需改变萃取剂流体的压力，就可把试样中的需改变萃取剂流体的压力，就可把试样中的需改变萃取剂流体的压力，就可把试样中的需改变萃取剂流体的压力，就可把试样中的不同组分按它们在流体中溶解度的大小的不不同组分按它们在流体中溶解度的大小的不不同组分按
35、它们在流体中溶解度的大小的不不同组分按它们在流体中溶解度的大小的不同萃取分离出来。在低压下溶解度大的物质同萃取分离出来。在低压下溶解度大的物质同萃取分离出来。在低压下溶解度大的物质同萃取分离出来。在低压下溶解度大的物质先被萃取，随着压力的增加，难溶物质也逐先被萃取，随着压力的增加，难溶物质也逐先被萃取，随着压力的增加，难溶物质也逐先被萃取，随着压力的增加，难溶物质也逐渐与基体分离。渐与基体分离。渐与基体分离。渐与基体分离。2021/5/212021/5/212323温度的影响温度的影响萃取温度萃取温度萃取温度萃取温度: : : :在低温区在低温区在低温区在低温区（仍在临界温度以上），温度升高，
36、降低（仍在临界温度以上），温度升高，降低（仍在临界温度以上），温度升高，降低（仍在临界温度以上），温度升高，降低流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此萃取剂的流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此萃取剂的流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此萃取剂的流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此萃取剂的溶解能力降低，升温可以使溶剂从流体萃取剂中析溶解能力降低，升温可以使溶剂从流体萃取剂中析溶解能力降低，升温可以使溶剂从流体萃取剂中析溶解能力降低，升温可以使溶剂从流体萃取剂中析出。出。出。出。高温区高温区高温区高温区，虽然萃取剂密度进一步降低，但溶质的蒸，虽然萃取剂密度进一步降低，但溶质的蒸，虽然萃取剂密度进一
37、步降低，但溶质的蒸，虽然萃取剂密度进一步降低，但溶质的蒸气压迅速增加起了主要作用，因而挥发度提高，气压迅速增加起了主要作用，因而挥发度提高，气压迅速增加起了主要作用，因而挥发度提高，气压迅速增加起了主要作用，因而挥发度提高，萃取率反而增大。萃取率反而增大。萃取率反而增大。萃取率反而增大。降低降低降低降低吸收管和收集器的温度吸收管和收集器的温度吸收管和收集器的温度吸收管和收集器的温度有利于提高回收率。有利于提高回收率。有利于提高回收率。有利于提高回收率。2021/5/212021/5/2124244.4.应应 用用超临界萃取分离法具有高效、快速、后处理超临界萃取分离法具有高效、快速、后处理超临界
38、萃取分离法具有高效、快速、后处理超临界萃取分离法具有高效、快速、后处理简单等特点，它特别适合于处理烃类及非极性酯简单等特点，它特别适合于处理烃类及非极性酯简单等特点，它特别适合于处理烃类及非极性酯简单等特点，它特别适合于处理烃类及非极性酯溶化合物，如醚、酯、酮等。即有从原料中提取溶化合物，如醚、酯、酮等。即有从原料中提取溶化合物，如醚、酯、酮等。即有从原料中提取溶化合物，如醚、酯、酮等。即有从原料中提取和纯化少量有效成分的功能，又能从粗制品中除和纯化少量有效成分的功能，又能从粗制品中除和纯化少量有效成分的功能，又能从粗制品中除和纯化少量有效成分的功能，又能从粗制品中除去少量杂质，达到深度纯化的
39、效果。去少量杂质，达到深度纯化的效果。去少量杂质，达到深度纯化的效果。去少量杂质，达到深度纯化的效果。 超临界流体萃取的另一个特点是它能与其超临界流体萃取的另一个特点是它能与其超临界流体萃取的另一个特点是它能与其超临界流体萃取的另一个特点是它能与其他仪器分析方法联用，从而避免了试样转移时的他仪器分析方法联用，从而避免了试样转移时的他仪器分析方法联用，从而避免了试样转移时的他仪器分析方法联用，从而避免了试样转移时的损失，减少了各种人为的偶然误差，提高了方法损失，减少了各种人为的偶然误差，提高了方法损失，减少了各种人为的偶然误差，提高了方法损失，减少了各种人为的偶然误差，提高了方法的精密度。的精密
40、度。的精密度。的精密度。 2021/5/212021/5/21252513.5.2 13.5.2 膜分离膜分离 膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质。当膜两侧存在某中推动力(如浓度差、压力差、电势差等)时，原料侧组分选择性地透过膜，从而达到分离、提纯的目的。 1膜的类型 微孔膜: 高分子膜中最简单的一种膜，具有很多孔径分布均匀的微孔，孔径为1nm0.03m。其分离作用相当于过滤。孔隙率约为40%。致密膜: 其结构比较致密，空隙率小于19%，孔径为0.51nm。2021/5/212021/5/212626非对称膜非对称膜: : 是各向异性的，沿膜厚度方向的内部结构不同，是各向异性的，沿膜厚度方向
41、的内部结构不同，它是由上层极薄的致密的活化层它是由上层极薄的致密的活化层(0.1(0.12 2 m)m)和下层大和下层大孔的支持层孔的支持层(100 (100 200200 m)m)所组成。其中，支持层起所组成。其中，支持层起增强膜机械强度的支撑作用。增强膜机械强度的支撑作用。复合膜复合膜: : 由高选择性的活性超薄层和化学性质稳定、机由高选择性的活性超薄层和化学性质稳定、机械性能好的多孔的支撑膜复合而成的一类膜。械性能好的多孔的支撑膜复合而成的一类膜。离子交换膜离子交换膜: : 即离子交换树脂膜，是一种膜状的离子交换树即离子交换树脂膜，是一种膜状的离子交换树脂，微观结构与离子交换树脂相同，带
42、有活性基团。脂，微观结构与离子交换树脂相同，带有活性基团。2021/5/212021/5/2127272常见的膜分离过程及基本原理 微滤和超滤 微滤和超滤都是在压力差推动作用下进行的微滤和超滤都是在压力差推动作用下进行的筛孔分离过程。在一定的压力推动作用下，当含筛孔分离过程。在一定的压力推动作用下，当含有高分子溶质有高分子溶质A A和低分子溶质和低分子溶质B B的混合溶液流过膜的混合溶液流过膜表面时，溶剂和低分子溶质表面时，溶剂和低分子溶质( (如无机盐如无机盐) )透过膜，进透过膜，进入膜下游，而分子大小大于膜孔的高分子入膜下游，而分子大小大于膜孔的高分子( (如蛋白如蛋白质质) )被膜截留
43、，仍在膜上游，从而达到小分子、离被膜截留，仍在膜上游，从而达到小分子、离子与大分子化合物的分离。通常，截留分子量大子与大分子化合物的分离。通常，截留分子量大小为小为50050010106 6的膜分离过程称为超滤，只能截留的膜分离过程称为超滤，只能截留粒子更大分子的膜分离过程称为微滤。粒子更大分子的膜分离过程称为微滤。 微滤和超滤被广泛用于医药工业的过滤除菌、微滤和超滤被广泛用于医药工业的过滤除菌、食品工业中牛奶脱脂、果汁的澄清等、也可用于食品工业中牛奶脱脂、果汁的澄清等、也可用于高纯水的制备、废水处理等高纯水的制备、废水处理等。2021/5/212021/5/212828 渗析渗析 渗析也称透
44、析，是最早被发现和研究的膜分渗析也称透析，是最早被发现和研究的膜分离现象。其分离的基础是离子或小分子从半透膜离现象。其分离的基础是离子或小分子从半透膜的一侧液相的一侧液相( (料液料液) )转入另一侧液相转入另一侧液相( (渗析液渗析液) )的迁的迁移率之差。起到区分作用的是选择性薄膜，相转移率之差。起到区分作用的是选择性薄膜，相转移的推动力是膜两侧中组分的浓度梯度。移的推动力是膜两侧中组分的浓度梯度。 主要是用于诸如蛋白质、激素以及酶这一类主要是用于诸如蛋白质、激素以及酶这一类物质的浓缩、脱盐和纯化。由于它在人工肾开发物质的浓缩、脱盐和纯化。由于它在人工肾开发中的应用，渗析技术近年来重新引起
45、人们的重视。中的应用，渗析技术近年来重新引起人们的重视。通过渗析将肾衰竭病人血液中的新陈代谢废物排通过渗析将肾衰竭病人血液中的新陈代谢废物排出体外，同时对血液进行水、电解质和酸碱平衡出体外，同时对血液进行水、电解质和酸碱平衡的调节，即为血液渗析。的调节，即为血液渗析。 2021/5/212021/5/212929 电渗析电渗析 是利用离子交换膜和直流电场的作用，从水是利用离子交换膜和直流电场的作用，从水溶液和其他不带电组分中分离荷电离子组分的一溶液和其他不带电组分中分离荷电离子组分的一种电化学分离过程。种电化学分离过程。 阴、阳离子膜被交替排列在两电极之间，接阴、阳离子膜被交替排列在两电极之间，接上直流电后，阳离子如上直流电后，阳离子如NaNa+ +向阴极移动；相反，阴向阴极移动；相反，阴离子如离子如ClCl 向阳极移动，易通过阴膜却被阳膜阻挡。向阳极移动，易通过阴膜却被阳膜阻挡。结果，流出的水成为淡水。因此，电渗析法被广结果，流出的水成为淡水。因此，电渗析法被广泛用于咸水脱盐。泛用于咸水脱盐。 我国西沙永兴岛上的海水淡化站即采用这种我国西沙永兴岛上的海水淡化站即采用这种方法，日产淡水方法，日产淡水2020吨。吨。2021/5/212021/5/213030部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
