新吸附法修改版.pptx
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1、L/O/G/O吸附分离技术和理论吸附分离技术和理论生技z级gfs班 afjhlhup吸附分离技术和理论吸附分离技术和理论吸附分离技术和理论吸附分离技术和理论 吸附概述吸附概述 吸附的基本原理吸附的基本原理12 常见吸附剂及其生产应用常见吸附剂及其生产应用 吸附的操作工艺吸附的操作工艺34L/O/G/O吸附概述吸附概述吸附法吸附法吸附法(adsorption method):利用吸附剂对活性物质和杂质间吸附能力的差异,将样品中的生物活性物质或杂质吸附于适当的吸附剂上,达到浓缩和提纯目的的方法。吸附法吸附法典型的吸附过程包括四个步骤:待分离的料液待分离的料液通入吸附剂通入吸附剂吸附质被吸附吸附质被
2、吸附在吸附剂表面在吸附剂表面料液流出料液流出吸附质解吸吸附质解吸吸附剂再生吸附剂再生 吸附法特点吸附法特点吸附法特点吸附法特点优点:(1)设备简单、操作简便、价廉、安全。(2)少用或不用有机溶剂,吸附过程中pH变化小,较少引起生物活性物质的变性失活。缺点:(1)选择性差,收率不高。(2)一些无机吸附剂性能不稳定 常用的吸附剂常用的吸附剂v大网格树脂聚合物吸附剂v活性碳:助滤,脱色,去热原v氧化铝v硅胶v羟基磷灰石(磷酸钙)v沸石分子筛 吸附法的发展吸附法的发展吸附法的发展吸附法的发展吸附法在各种层析技术中应用最早一战期间发展起来的活性炭吸附后来使用的凝胶型离子交换树脂、分子筛和纤维素等近些年发
3、展的大网格吸附剂L/O/G/O吸附的基本原理吸附的基本原理 吸附法基本原理吸附法基本原理 界面上的分子同时受到不相等的两相分子的作用力,界面分子的力场不饱和,即存在一种固体的表面力,能从外界吸附分子、原子或离子,并在吸附剂表面附近形成多分子层或单分子层。一、吸附作用、吸附法基本原理吸附法基本原理v吸附作用力吸附作用力:定向力定向力,诱导力诱导力,色散力色散力v定向力定向力:极性分子间产生的作用力极性分子间产生的作用力,分子极性越大分子极性越大,定定向力越大向力越大,与热力学温度成反比与热力学温度成反比.v诱导力诱导力:极性分子和非极性分子之间的吸引力极性分子和非极性分子之间的吸引力,与温与温度
4、无关度无关.v色散力色散力:非极性分子之间的引力非极性分子之间的引力,随最外层电子数增随最外层电子数增多而增加多而增加,不取决于温度不取决于温度.吸附作用:物质从流体相(气体或液体)浓缩到固体表面从而达到分离的过程称为吸附作用吸附剂:在表面上能发生吸附作用的固体微粒称为吸附剂吸附物:被吸附的物质称为吸附物。吸附法的基本概念 吸附的类型吸附的类型(1)物理吸附:放热,可逆,单分子层或多分子层,选择性差(2)化学吸附:放热量大,单分子,选择性强(3)交换吸附:吸附剂吸附后同时放出等当量的离子到溶液中v正吸附:吸有效成分v负吸附:吸杂质物理吸附与化学吸附的特点物理吸附与化学吸附的特点物理吸附与化学吸
5、附的特点物理吸附与化学吸附的特点项目项目物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附作用力作用力范德华力范德华力化学鍵力化学鍵力吸附热吸附热较小较小,接近液化接近液化热热较大较大,接近反应接近反应热热选择性选择性较差较差有选择性有选择性吸附速度吸附速度较快,需要的活较快,需要的活化能很小化能很小慢,需要一定的慢,需要一定的活化能活化能吸附分子层吸附分子层单分子层或多分单分子层或多分子层子层单分子单分子 吸附的类型吸附的类型发酵工业常用的吸附剂可分为发酵工业常用的吸附剂可分为:v疏水或非极性吸附剂疏水或非极性吸附剂:从极性溶媒从极性溶媒(如水如水)内吸附溶内吸附溶质质,典型吸附剂是活性炭典型吸附剂是活性炭.
6、v亲水或极性吸附剂亲水或极性吸附剂:适用于非极性或极性较小的溶适用于非极性或极性较小的溶媒媒,如硅胶如硅胶,氧化铝氧化铝,活性土等活性土等.v离子交换树脂吸附剂离子交换树脂吸附剂:属于极性吸附剂属于极性吸附剂,因为是两性因为是两性化合物化合物,具有离子交换剂的性质具有离子交换剂的性质.影响吸附的因素影响吸附的因素影响吸附的因素影响吸附的因素1.吸附剂的特性吸附剂的特性v吸附容量吸附容量吸附剂表面积越大,吸附量越多活化可增加吸附剂的吸附容量活化:通过处理使其表面具有一定的吸附特性或增加表面积v吸附速度:颗粒度、孔径吸附速度:颗粒度、孔径v机械强度机械强度(使用寿命)(使用寿命)2.吸附物的性质吸
7、附物的性质(1)能使)能使表面张力降低表面张力降低的物质易为表面吸附的物质易为表面吸附(2)极性吸附剂易吸附极性物质,非极性吸附剂易吸)极性吸附剂易吸附极性物质,非极性吸附剂易吸附非极性物质附非极性物质(3)溶质从较易溶解的溶剂中被吸附时,吸附量较少。)溶质从较易溶解的溶剂中被吸附时,吸附量较少。(4)同系列物质分子越大,极性越差,易为非极性吸)同系列物质分子越大,极性越差,易为非极性吸附剂吸附,越难为极性吸附剂吸附附剂吸附,越难为极性吸附剂吸附(5)吸附物)吸附物-溶剂形成氢键,不易吸附溶剂形成氢键,不易吸附 吸附物吸附物-吸附剂形成氢键,易于吸附吸附剂形成氢键,易于吸附 影响吸附的因素影响
8、吸附的因素影响吸附的因素影响吸附的因素3.吸附的条件吸附的条件温度(吸附热,溶解度):经验pH(解离度):两性物质,等电点附近盐的浓度:可能阻止、可能促进,经验溶剂:单溶剂易吸附,混合溶剂易解吸 影响吸附的因素影响吸附的因素影响吸附的因素影响吸附的因素吸附物浓度:吸附物浓度:浓度高吸附量大,但选择性下降适当稀释调高选择性浓度1%4.吸附物浓度与吸附剂用量吸附剂用量:吸附剂用量:用量大,吸附总量大-每克吸附剂吸附物质的量变小-成本增高-选择性下降v综合各因素,实验确定综合各因素,实验确定 影响吸附的因素影响吸附的因素影响吸附的因素影响吸附的因素L/O/G/O常见吸附剂及其生产应用常见吸附剂及其生
9、产应用 大网格大网格大网格大网格树脂的网络骨架树脂的网络骨架三维空间立体结构三维空间立体结构三维空间立体结构三维空间立体结构树脂的网络骨架树脂的网络骨架树脂的网络骨架树脂的网络骨架大网格树脂吸附法大网格树脂吸附法大网格树脂吸附法大网格树脂吸附法v大网格树脂吸附法:将多孔的大网格吸附树脂大网格树脂吸附法:将多孔的大网格吸附树脂作为吸附剂,利用表面分子与物质分子间作为吸附剂,利用表面分子与物质分子间范德范德华引力华引力,把液相中物质吸附到吸附树脂表面。,把液相中物质吸附到吸附树脂表面。v特点1、选择性好选择性好、解吸容易解吸容易、理化性质稳定、机械、理化性质稳定、机械强度好、可反复使用等优点。强度
10、好、可反复使用等优点。2、其孔隙大小、骨架结构和极性,可按照需要,、其孔隙大小、骨架结构和极性,可按照需要,根据不同的原料和合成条件而改变,因此可根据不同的原料和合成条件而改变,因此可适适用于吸附各种有机化合物用于吸附各种有机化合物。3、适合、适合弱电解质及非离子型化合物弱电解质及非离子型化合物分离。分离。24一、大孔网状聚合物吸附剂的类型和结构一、大孔网状聚合物吸附剂的类型和结构 据骨架极性强弱分为据骨架极性强弱分为非极性、中等极性、极性、强极性吸附剂非极性、中等极性、极性、强极性吸附剂美国罗姆美国罗姆-哈斯公司:哈斯公司:Amberlite系列;系列;日本三菱化成公司:日本三菱化成公司:D
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