第九章吸附法

1、吸附：吸附：典型的吸附過程包括四個步驟：待分離的料液待分離的料液通入吸附劑通入吸附劑吸附質被吸附吸附質被吸附在吸附劑表面在吸附劑表面料液流出料液流出吸附質解吸吸附質解吸吸附劑再生吸附劑再生一、一、 吸附法概述吸附法概述2 2利用吸附劑對液體或氣體中某一組分具有利用吸附劑對液體或氣體中某一組分具有選擇吸附的能力，使其富集在吸附劑表面，選擇吸附的能力，使其富集在吸附劑表面，而從混合物中的分離的過程。而從混合物中的分離的過程。吸 附 法 特點（1） 不用或少用有機溶劑（2） 操作簡便、安全、設備簡單（3） 從稀溶液分離溶質（4） 選擇性較差，收率低3 3吸附法的應用氣體過濾氣體過濾水處理水處理脫色、

2、除臭脫色、除臭目標產物的分離目標產物的分離4 4吸附：吸附：物質從流體相濃縮到固體表面而達到分離物質從流體相濃縮到固體表面而達到分離 的過程。的過程。吸附劑：吸附劑：在表面能發(fā)生吸附作用的固體。在表面能發(fā)生吸附作用的固體。吸附物：吸附物：被吸附的物質被吸附的物質5 5二 吸附過程的理論基礎圖圖21-1界面上分子和內部分子所受的力界面上分子和內部分子所受的力 固體內部分子所受分子間的作用力是對稱的，而固體內部分子所受分子間的作用力是對稱的，而固固體表面分子所受力是不對稱的體表面分子所受力是不對稱的。向內的一面受內部分子向內的一面受內部分子的作用力較大的作用力較大，故能夠從外界吸附物質。，故能夠從

3、外界吸附物質。6 6按吸附劑和吸附物之間的作用力分：1、物理吸附:2、化學吸附:3、交換吸附:7依據(jù)范德華力，放熱，可逆，單分子層或多分子層，選擇性差依據(jù)化學鍵，放熱量大，單分子，選擇性強吸附劑吸附后同時放出等當量的離子到溶液中三、常用吸附劑種類三、常用吸附劑種類吸附劑通常應具備以下特征：吸附劑通常應具備以下特征：表面積大、顆粒均勻表面積大、顆粒均勻對被分離的物質具有較強的吸附能力對被分離的物質具有較強的吸附能力有較高的吸附選擇性有較高的吸附選擇性機械強度高機械強度高再生容易、性能穩(wěn)定再生容易、性能穩(wěn)定價格低廉。價格低廉。8 8按化學結構分按化學結構分有機吸附劑：有機吸附劑：活性炭、大孔樹脂、

4、聚酰胺等。活性炭、大孔樹脂、聚酰胺等。無機吸附劑：無機吸附劑：氧化鋁、硅膠、羥基磷灰石等。氧化鋁、硅膠、羥基磷灰石等。9 9大孔樹脂吸附劑大孔樹脂吸附劑 （1）什么是大孔樹脂吸附法？）什么是大孔樹脂吸附法？ 將多孔的大孔樹脂作為吸附劑，利用表面分子將多孔的大孔樹脂作為吸附劑，利用表面分子與物質分子間范德華引力，把液相中物質吸附到吸與物質分子間范德華引力，把液相中物質吸附到吸附樹脂表面。附樹脂表面。1010 大孔樹脂吸附法與離子交換法的比較：大孔樹脂吸附法與離子交換法的比較：相同：相同：骨架結構骨架結構 區(qū)別：區(qū)別： 介質不同：介質不同： 機理不同：機理不同：1111離交法離交樹脂，骨架上接有離

5、子交換基團；離交法離交樹脂，骨架上接有離子交換基團；吸附法吸附樹脂，無離交基團。吸附法吸附樹脂，無離交基團。離交法靜電引力吸附；離交法靜電引力吸附；吸附法范德華引力吸附。吸附法范德華引力吸附。（2 2）大孔樹脂吸附劑結構與類型）大孔樹脂吸附劑結構與類型按骨架極性：按骨架極性：非極性非極性（苯乙烯（苯乙烯- -二乙烯苯）二乙烯苯）中等極性中等極性（甲基丙烯酸酯）（甲基丙烯酸酯）極性極性 ( (硫氧基、酰胺、硫氧基、酰胺、N-ON-O基、磺酸基基、磺酸基) )1212（3）大孔樹脂吸附劑吸附條件選擇1 ）吸附劑的選擇（相似互溶） ：非極性吸附劑從極性溶劑中吸附非極性物質高極性吸附劑從非極性溶劑中吸

6、附極性物質中等極性吸附劑對兩種情況均有吸附能力孔徑與比表面（孔徑6倍于分子直徑） 1313非極性吸附劑非極性吸附劑中等極性吸附劑中等極性吸附劑中等非極性吸附劑中等非極性吸附劑1414 吸附法提取的生化物質大多是弱極性或非極性，一般選非極性或中等極性。2 2）無機鹽的影響）無機鹽的影響 促進作用促進作用 3 3）吸附）吸附pHpH 弱酸物質：弱酸物質：pHpK pHpK pHpK （呈分子狀態(tài)）（呈分子狀態(tài)） 中性物質：中性物質：pHpH無影響（不會電離）。無影響（不會電離）。大孔樹脂吸附劑吸附條件選擇1515（4）大孔吸附劑解吸條件1） 選擇洗脫劑原則a. 洗脫劑應容易溶脹大孔樹脂吸附劑。溶質

7、對聚合物的溶脹能力可用溶解度參數(shù)來表征。 CED=2=E/V E摩爾內能；V摩爾體積分子結構越相似，就越接近兩個物質溶解度參數(shù)的數(shù)值接近時，有利于互相溶解。1616大孔吸附劑解吸條件溶劑的溶解度參數(shù)和聚合物的溶解度參數(shù)接近時，溶劑愈易溶脹聚合物。 （洗 聚）聚苯乙烯等聚合物的溶解度參數(shù)約為18.4溶劑溶劑丁酮丁酮丙酮丙酮丁醇丁醇丙醇丙醇乙醇乙醇甲醇甲醇水水19.020.423.324.325.929.647.3 溶溶 劑劑 的的 解解 吸吸 能能 力力 逐逐 漸漸 降降 低低1717 例例 赤霉素赤霉素(920)：吸附時選：吸附時選XAD-2樹脂（聚苯乙烯型）樹脂（聚苯乙烯型） 聚聚18.4

8、洗脫劑選乙酯洗脫劑選乙酯 乙乙18.6，溶解度參數(shù)接近，易溶脹，溶解度參數(shù)接近，易溶脹XAD-2樹脂；樹脂； 易溶于乙酯中。易溶于乙酯中。 洗脫容易，洗脫峰很集中。洗脫容易，洗脫峰很集中。大孔吸附劑解吸條件b. 洗脫劑對被吸附物有較大的溶解度。洗脫劑對被吸附物有較大的溶解度。1818 吸附在高濃度鹽溶液中（加鹽析劑），則洗吸附在高濃度鹽溶液中（加鹽析劑），則洗脫可僅用水。脫可僅用水。 易揮發(fā)性物質，用熱水或蒸汽解吸。易揮發(fā)性物質，用熱水或蒸汽解吸。 流速（空間速度，線速度）洗脫液的流速務流速（空間速度，線速度）洗脫液的流速務必恰當控制。如果太快，洗脫物在兩相中的必恰當控制。如果太快，洗脫物在兩

9、相中的平衡過程不完全；如果太慢，洗脫物會擴散。平衡過程不完全；如果太慢，洗脫物會擴散。 樹脂高徑比（樹脂高徑比（3:13:1） 大孔吸附劑解吸條件19196. 洗脫洗脫pH： 弱酸性物質：吸附弱酸性物質：吸附偏酸性偏酸性(pHpK)，洗脫，洗脫酸性水溶液酸性水溶液大孔吸附劑解吸條件2020 大孔吸附樹脂的應用抗生素分離純化（再生容易、產品灰分少）：-內酰胺類、大環(huán)內酯類、氨基糖苷類、肽類、博萊霉素類、含氮雜環(huán)類及其他新抗生素維生素的提取純化： VB12，VB2，VC 天然產物的分離：生物堿，黃酮，多糖，苷類 、紅景天甙等生化藥物：酶, 氨基酸, 蛋白質, 肽,甾體1 生化制藥方面的應用2121

10、2 工業(yè)廢水的處理和利用大孔吸附樹脂對工業(yè)廢水，廢液的處理也有著廣泛的應用。如廢水中含苯、硝基苯、氯苯、氟苯、苯酚、硝基酚、對甲酚、奈酚、苯胺、對苯二胺、水楊酸、奈磺酸等有機物均具有很好的吸附、回收凈化作用。且對廢液中有害物質的濃度含量適應性強。2222四、 影響吸附因素吸附劑性質：吸附劑性質：吸附容量（吸附容量（a a 比表面，比表面，b b 孔隙度）孔隙度）吸附速度（吸附速度（a a 粒度，粒度，b b 孔徑分布）孔徑分布）機械強度（使用壽命）機械強度（使用壽命）2323吸附物性質:溶質在易溶解的溶劑中吸附量小溶質在易溶解的溶劑中吸附量小極性吸附劑易吸附極性物質極性吸附劑易吸附極性物質 溶液pH 的影響 （解離度）（解離度） 溫度的影響 （吸附熱，溶解度）（吸附熱，溶解度）其它組分的影響（促進（促進/ /干擾干擾/ /互不影響）互不影響）2424 將吸附劑填裝在玻璃或不銹鋼管中，構成層析柱，層析時欲分離的樣品自柱頂加入，當樣品溶液全部流入吸附層析柱后，再加入溶劑沖洗。沖洗的過程稱為洗脫，加入的溶劑稱為洗脫劑。 2525五 、吸附柱層析法操作法261、上樣和洗脫 樣品體積一般應小于床體積的1/2 。 待樣品液的液面流到固定相表面時，開始冼脫立即進行分級收集(按體積或時間分管收集)。27272、洗脫劑的選擇 純度較高； 穩(wěn)定性好； 能較完全洗脫所分