現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術(shù)－前處理技術(shù)

現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術(shù)－前處理技術(shù)第1頁/共188頁NK-LTLi環(huán)境樣品前處理新技術(shù)第2頁/共188頁NK-LTLi樣品前處理的重要性為什么要進(jìn)行樣品前處理？*環(huán)境樣品欲測成分含量低（ppm，ppb，ppt級）*干擾*有些樣品不能直接進(jìn)樣、無響應(yīng)、污染測試系統(tǒng)

?樣品前處理的目的

*濃縮被測定組分的作用

*消除基體對測定的干擾，提高監(jiān)測靈敏度

*便于樣品的儲存和運(yùn)*減少對儀器的損傷，延長儀器的使用壽命第3頁/共188頁NK-LTLi1樣品預(yù)處理Samplepre-reatment樣品預(yù)處理的目的：使樣品的狀態(tài)和濃度適應(yīng)所選擇的分析技術(shù)樣品預(yù)處理的依據(jù)：物質(zhì)性質(zhì)（生物樣品的有機(jī)分子或元素等）干擾情況（是否需要分離等）測定方法（是否需要富集等）樣品預(yù)處理的原則：防止待測組分的損失避免引入干擾第4頁/共188頁NK-LTLi樣品采集樣品處理分析測定數(shù)據(jù)處理報(bào)告結(jié)果6.0%61.0%6.0%27.0%占整個(gè)分析過程所用的時(shí)間第5頁/共188頁NK-LTLi2分離與富集的概念

分離（Separation）：分離是將欲測組分從試樣中單獨(dú)析出，或?qū)讉€(gè)組分一個(gè)一個(gè)地分開，或者根據(jù)各組分的共同性質(zhì)分成若干組。富集（Preconcentration）：富集被認(rèn)為是分離的一種，即從大量試樣中搜集欲測定的少量物質(zhì)至一較小體積之中，從而提高其濃度至測定下限之上。第6頁/共188頁NK-LTLi傳統(tǒng)的樣品前處理方法第7頁/共188頁NK-LTLi傳統(tǒng)樣品前處理方法的缺點(diǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度大時(shí)間周期長手工操作較多，容易引入誤差，重復(fù)性差對復(fù)雜樣品需多種方法結(jié)合，步驟繁瑣，樣品損失多使用大量有機(jī)溶劑第8頁/共188頁NK-LTLi樣品前處理的評價(jià)準(zhǔn)則能否最大限度的去除影響測定的干擾物；待測組分的回收率操作是否簡單成本是否對人體構(gòu)成危害第9頁/共188頁NK-LTLi樣品前處理的分類Off-linepretreatment脫機(jī)處理（單元處理）：每個(gè)處理過程獨(dú)立完成，與下一步處理或樣品測定分開。A：靈活、方便；D：容易引入誤差；On-linepretreatment聯(lián)機(jī)處理：將處理好的樣品直接引入到分析測試系統(tǒng)，最大的優(yōu)點(diǎn)是避免人工轉(zhuǎn)移樣品，降低分析誤差，可自動(dòng)操作。第10頁/共188頁NK-LTLi新型的樣品前處理技術(shù)固相萃取固相微萃取Stir-bar萃取超臨界流體萃取加速溶劑萃取微波萃取超臨界水萃取液體樣品固體樣品第11頁/共188頁NK-LTLi

固相萃取技術(shù)一、固相萃取概念二、固相萃取原理五、HPLC與SPE的比較三、裝置及操作程序

四、溶劑的選擇六、固相微萃取七、氣體萃?。斂占夹g(shù)）

第12頁/共188頁NK-LTLi基本原理

固相萃取(SPE)，又稱固液微處理小柱技術(shù)。它是利用選擇性吸附與選擇性洗脫的液相色譜分離原理，使液體樣品通過一吸附劑小柱，保留其中某些組分，再選用適當(dāng)?shù)娜軇_洗雜質(zhì)，然后用少量溶劑迅速洗脫，從而達(dá)到快速分離凈化與濃縮的目的。固相萃取微處理小柱通常由粒徑為40μm的各種不同的填料（活性炭、硅藻土、氧化鋁、硅膠、反相、離子交換等）壓縮于聚丙烯塑料管固相萃取儀固相萃取分離法第13頁/共188頁NK-LTLi優(yōu)點(diǎn)：它們具有分離速度快、操作簡單、萃取效率高、無乳化等特點(diǎn)，在環(huán)境分析、藥物分析、形態(tài)分析等方面有廣泛應(yīng)用，尤其適用色譜分析樣品前處理。

第14頁/共188頁NK-LTLi 固相萃取(Solid-phaseextraction，SPE)和固相微萃取(Solid-phasemicroextraction，SPME)是兩種從各類復(fù)雜樣品中提取凈化微量待測組分的新技術(shù)第15頁/共188頁NK-LTLi一、固相萃取(SPE)概念SPE：SolidPhaseExtraction是一種液相色譜分離，利用固體吸附劑將液體樣品中的目標(biāo)化合物與干擾化合物分離，達(dá)到分離和富集目標(biāo)化合物的目的。第16頁/共188頁NK-LTLi慢中等快淋洗液第17頁/共188頁NK-LTLi二、固相萃取的模式及原理反相固相萃取正相固相萃取離子交換固相萃?、訇庪x子交換②陽離子交換第18頁/共188頁NK-LTLi固相萃取選擇分離模式和吸附劑時(shí)還要考慮以下幾點(diǎn)：

1.

目標(biāo)化合物在極性或非極性溶劑中的溶解度，這主要涉及淋洗液的選擇。

2.

目標(biāo)化合物有無可能離子化（可用調(diào)節(jié)pH

值實(shí)現(xiàn)離子化），從而決定是否采用離子交換固相萃取。

第19頁/共188頁NK-LTLi3.

目標(biāo)化合物有無可能與吸附劑形成共價(jià)鍵，如形成共價(jià)鍵，在洗脫時(shí)可能會遇到麻煩。

4.

非目標(biāo)化合物與目標(biāo)化合物在吸附劑上吸附點(diǎn)上的競爭程度，這關(guān)系到目標(biāo)化合物與干擾化合物是否能很好分離。第20頁/共188頁NK-LTLi（一）、反相固相萃取流動(dòng)相：極性（水溶液）或中等極性固定相：非極性。分離對象：中等到非極性物質(zhì)。第21頁/共188頁NK-LTLi分析物中的CH鍵+硅膠表面官能團(tuán)→吸附→極性溶液中的有機(jī)分析物→保留在SPE。所用的吸附劑和目標(biāo)化合物通常是非極性的或極性較弱的，主要是靠非極性－非極性相互作用，是范德華力或色散力。用非極性溶劑解吸吸附在固定相中的目標(biāo)物質(zhì)。1、反相固相萃取原理第22頁/共188頁NK-LTLi2、常用反相固相萃取柱LC-18、LC-8：標(biāo)準(zhǔn)的單鍵合硅膠ENVI-18、ENVI-8：聚合鍵合類填料ENVI-ChromP：苯乙烯：疏水

ENVI-Carb：含碳

第23頁/共188頁NK-LTLi（二）、正相固相萃取流動(dòng)相：非極性、中等極性固定相：極性。分析物質(zhì)：極性、中等極性、非極性第24頁/共188頁NK-LTLi1、正相固相萃取原理取決于目標(biāo)化合物的極性官能團(tuán)與吸附劑表面的極性官能團(tuán)之間相互作用，其中包括了氫鍵，π—π鍵相互作用，偶極－偶極相互作用和偶極－誘導(dǎo)偶極相互作用以及其他的極性－極性作用。用比樣品本身更極性的溶劑洗脫吸附的分析物質(zhì)。第25頁/共188頁①極性官能團(tuán)鍵合硅膠

LC-CN，LC-NH2，

LC-Diol②極性吸附物質(zhì)

LC-Si，LC-Florisil，

ENVI-Florisil，LC-Alumina2、常用正相固相萃取柱第26頁/共188頁NK-LTLi（三）、離子交換固相萃取適用于帶有電荷的化合物（水溶液、有機(jī)溶液）。原理：靜電吸引，化合物上的帶電荷基團(tuán)與鍵合硅膠上的帶電荷基團(tuán)之間的吸引。分為：陰離子交換和陽離子交換。第27頁/共188頁NK-LTLi1、陰離子（負(fù)電荷）交換LC-SAX、LC-NH2：脂肪族季銨類鹽+硅膠第28頁/共188頁NK-LTLi第29頁/共188頁NK-LTLi2、陽離子交換LC-SCX：磺酸基；LC-WCX：羧酸基團(tuán)第30頁/共188頁NK-LTLi第31頁/共188頁NK-LTLi第32頁/共188頁NK-LTLi流動(dòng)相①②第33頁/共188頁NK-LTLi（四）溶劑極性的影響①目標(biāo)化合物在極性/非極性溶劑中的溶解度，這主要涉及淋洗液的選擇。②目標(biāo)化合物有無可能離子化（可用調(diào)節(jié)pH值實(shí)現(xiàn)離子化）。第34頁/共188頁NK-LTLi（四）溶劑極性的影響③目標(biāo)化合物有無可能與吸附劑形成共價(jià)鍵。④在吸附劑上吸附點(diǎn)的競爭程度，關(guān)系到能否很好分離。第35頁/共188頁NK-LTLi三、固相萃取的裝置及操作程序固相萃取的裝置篩板篩板篩板第36頁/共188頁NK-LTLi1、固相萃取的裝置第37頁/共188頁NK-LTLi第38頁/共188頁NK-LTLi2、操作程序（1）、活化吸附劑

萃取之前要用適當(dāng)?shù)娜軇┝芟葱≈允刮絼┍３譂駶?，可以吸附目?biāo)化合物或干擾化合物。第39頁/共188頁NK-LTLi（2）、上樣（吸附）樣品倒入活化后的固相萃取小柱，然后利用抽真空，加壓或離心的方法使樣品進(jìn)入吸附劑。第40頁/共188頁NK-LTLi

3、洗滌（去除雜質(zhì)）在樣品進(jìn)入吸附劑，目標(biāo)化合物被吸附后，可先用較弱的溶劑將弱保留干擾化合物洗掉。第41頁/共188頁NK-LTLi

4、洗脫和收集再用較強(qiáng)的溶劑將目標(biāo)化合物洗脫下來，加以收集。第42頁/共188頁NK-LTLi第43頁/共188頁NK-LTLi活化吸附劑進(jìn)

樣洗滌洗脫第44頁/共188頁NK-LTLi四、SPE分離機(jī)制與溶劑的選擇分離機(jī)制典型的弱溶劑（保留條件）典型的強(qiáng)溶劑（洗脫條件）反相SPE緩沖液或低濃度的甲醇或乙腈乙腈、甲醇或溶劑與水的混合物正相SPE正己烷、甲苯等二氯甲烷、甲醇等陽離子交換SPE低離子強(qiáng)度緩沖液(<0.1mol/L)高離子強(qiáng)度緩沖液（＞0.1mol/L)低反離子強(qiáng)度高反離子強(qiáng)度陰性離子交換SPE低離子強(qiáng)度緩沖液（<0.1mol/L)高離子強(qiáng)度緩沖液(>0.1mol/L)第45頁/共188頁NK-LTLi五、HPLC與SPE的比較HPLCSPE硬件（柱子）不銹鋼柱塑料柱顆粒度(um)540顆粒形狀球型(均勻）球型（不均勻）塔板數(shù)20～25，000＜100第46頁/共188頁NK-LTLi1、柱子的比較柱接頭螺帽柱管過濾片型號：C18柱管篩板固定相尖端？第47頁/共188頁NK-TLLiSolidPhaseMicroextraction第48頁/共188頁NK-TLLi主要內(nèi)容Solidphasemicroextraction固相微萃取技術(shù)（SPME）的發(fā)展歷史基本理論及影響萃取效率的因素SPME技術(shù)纖維針式SPME（Fiber-SPME）管內(nèi)SPME(In-Tube-SPME)固態(tài)攪拌棒萃取(SBSE)發(fā)展方向第49頁/共188頁NK-TLLi固相微萃取

SPME固相微萃取是一個(gè)基于待測物質(zhì)在樣品及萃取涂層中的平衡分配的萃取過程。不是將待測物質(zhì)全部分離出來，通過在樣品與固相涂層間的平衡來達(dá)到分離。方法：玻璃纖維浸入樣品中→有機(jī)污染物→擴(kuò)散→吸附→平衡→取出玻璃纖維→洗脫→分析。第50頁/共188頁NK-TLLi

SPME的發(fā)展歷史1989年，Pawliszyn

提出1993年，商品化Fiber-SPME1993年，In-Tube-SPME-GC1996年，商品化Fiber-SPME-HPLC1997年，商品化Fiber-SPME-GC1997年，In-Tube-SPME-HPLC1999年，PatSandra

提出SBSE技術(shù)2001年，一種新形式In-TubeSPME-GC第51頁/共188頁NK-TLLiSPME的優(yōu)點(diǎn)(1)不使用有機(jī)溶劑萃取，降低了成本，避免了二次污染；(2)操作時(shí)間短，從萃取進(jìn)樣到分析結(jié)束不足1ｈ；(3)樣品用量少，幾ｍL—幾十ｍL；(4)操作簡便，可減少待測組分的揮發(fā)損失；(5)檢測限達(dá)μｇ/Ｌ—ｎｇ/Ｌ水平；(6)適于揮發(fā)性有機(jī)物、半揮發(fā)性有機(jī)物及不具揮發(fā)性的有機(jī)物。固相微萃取(SPME)技術(shù)集萃取、富集和解吸于一體,具有無溶劑!可直接進(jìn)樣!操作簡便快捷!靈敏的特點(diǎn).第52頁/共188頁NK-TLLi

固相微萃取裝置

第53頁/共188頁NK-TLLiTielLiFiber-SPME第54頁/共188頁NK-TLLi第55頁/共188頁NK-TLLi

固相微萃取裝置

關(guān)鍵：石英纖維上涂吸附劑原則：目標(biāo)化合物是非極性時(shí)選擇非極性涂層；目標(biāo)化合物是極性時(shí)選擇極性涂層。第56頁/共188頁NK-TLLi固相微萃取裝置由手柄和萃取頭或纖維頭兩部分組成。萃取頭為一根1cm長，涂上不同色譜固定相或吸附劑的熔融石英纖維，可在不銹鋼套管內(nèi)伸縮。固相微萃取的使用，關(guān)鍵在于“纖維頭的選擇”。這種情況類似于色譜柱的選擇，主要根據(jù)分析對象的分子量和極性。固相微處理技術(shù)適用于氣體、水樣、生物樣品（如血、尿、體液等）的萃取提取。SPME的特點(diǎn)第57頁/共188頁NK-TLLiFiberSPME基本理論???

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液液萃取第58頁/共188頁NK-TLLi固相微萃取(SPME)第59頁/共188頁NK-TLLi固相萃取的過程萃取解析第60頁/共188頁NK-TLLi平衡理論

Kfs:

待分析物在涂層和樣品基質(zhì)中的分配系數(shù)Vf:涂層體積Vs:樣品的體積C0:樣品中待分析物質(zhì)的初始濃度利用特殊的固定相對分析組分的吸附作用,將組分從試樣基質(zhì)中萃取出來,并逐漸富集,完成試樣前處理過程。第61頁/共188頁NK-TLLi影響萃取效率的因素萃取頭的選擇,即纖維表面涂層及其厚度試樣量,容器體積萃取時(shí)間無機(jī)鹽pH值衍生化反應(yīng)溫度以及外力的作用磁力轉(zhuǎn)子攪拌、高速勻漿、超聲波

第62頁/共188頁NK-TLLi石英纖維表面固相涂層的性質(zhì)●固相涂層的性質(zhì)對分析靈敏度影響很大。根據(jù)相似相熔原理，非極性固相涂層（如聚二甲基硅氧烷）有利于對非極性或極性小的有機(jī)物的分離；極性固相涂層（如聚丙烯酸酯）對極性有機(jī)物分離效果較好。第63頁/共188頁NK-TLLi萃取相（涂層）的種類相似相溶機(jī)理

PDMS(聚二甲基硅氧烷）

,PA(聚丙烯酸酯

)PDMS-DVB(聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯）CW-DVB（聚乙二醇/二乙烯基苯）CW-TR（聚乙二醇/模版樹脂）第64頁/共188頁NK-TLLi常用萃取頭類型★聚二甲規(guī)氧烷類厚膜（100um）適用于分析水樣中低沸點(diǎn)、低極性的物質(zhì)，如苯類、有機(jī)合成農(nóng)藥等；薄膜（7um）適用于分析中等沸點(diǎn)高沸點(diǎn)的物質(zhì)，如苯甲酸酯、多環(huán)芳烴等★聚丙酸酯類適用于分析強(qiáng)極性化合物如苯酚等★活性炭適用于分析極低沸點(diǎn)的強(qiáng)親脂性物質(zhì)第65頁/共188頁NK-TLLi表1常用固定相和適用范圍固定相類型極性適用樣品PDMS(聚二甲基硅氧烷)PA（聚丙稀酸酯）聚乙二醇/二乙烯基苯非極性極性極性有機(jī)氯、有機(jī)磷、有機(jī)氮農(nóng)藥；藥品和麻醉品；食品中香味；揮發(fā)物；食品中咖啡因、鹵化物有機(jī)氮農(nóng)藥；脂肪酸；藥物；食品中香味、酚體液中乙醇纖維表面固定相第66頁/共188頁NK-TLLi石英纖維表面的固相液膜厚度對于分析物的固相吸附量和平衡時(shí)間都有影響。液膜越厚，固相吸附量越大有利于提高方法靈敏度；但所需達(dá)到平衡的時(shí)間越長。液膜厚度及其性質(zhì)的影響第67頁/共188頁NK-TLLi攪拌效率的影響●攪拌效率是影響分離萃取速度的重要因素。在理想攪拌狀態(tài)下，平衡時(shí)間主要由分析物在固相中的擴(kuò)散速度決定。②在不攪拌或攪拌不足的情況下，被分離物質(zhì)在液相擴(kuò)散速度較慢，更主要是固相表面附有一層靜止水膜，難以破壞，被分離物質(zhì)通過該水膜進(jìn)入固相的速度很慢，使得萃取時(shí)間很長。第68頁/共188頁NK-TLLi溫度的影響

①溫度升高，被分析物擴(kuò)散系數(shù)增大，擴(kuò)散速度隨之增大，同時(shí)升溫加強(qiáng)了對流過程，因此升溫有利于縮短平衡時(shí)間，加快分析速度。②但是升溫會使被分離物質(zhì)的分配系數(shù)減小，在固相的吸附量減小。因此在使用此方法時(shí)應(yīng)該尋找最佳的工作溫度。第69頁/共188頁NK-TLLi鹽的作用和溶液酸度的影響

①由于被分離物質(zhì)在固相和液相之間的分配系數(shù)受基體性質(zhì)的影響，當(dāng)基體變化時(shí)分配系數(shù)也會改變。

②在水溶液中加入NaCl，Na2SO4等可增強(qiáng)水溶液的離子強(qiáng)度，減少被分離有機(jī)物的溶解度，使分配系數(shù)增大提高分析靈敏度。

③

控制溶液的酸度也可改變被分離物在水中的溶解度。例如，采用固相微萃取分離法分離脂肪酸時(shí)需要控制溶液較小的pH值使溶液中脂肪酸主要是以分子形式存在，以降低溶解度，增大分配系數(shù)，提高分離萃取效率。第70頁/共188頁NK-TLLi使用方法第71頁/共188頁NK-TLLiExtractionModesofSPME第72頁/共188頁NK-TLLi本節(jié)首頁退出本章氣體萃?。斂占夹g(shù)）第73頁/共188頁NK-TLLi本節(jié)首頁退出本章氣體萃?。斂占夹g(shù)）取樣品基質(zhì)（液體和固體）上方的氣相部分進(jìn)行色譜分析。用途：痕量高揮發(fā)性物質(zhì)的分析測定，氣體是揮發(fā)性物質(zhì)的最理想的溶劑。第74頁/共188頁NK-TLLi本節(jié)首頁退出本章1、特點(diǎn)①操作簡單②可自動(dòng)化③可變因素多④靈敏度高：檢出限可達(dá)10-12水平。第75頁/共188頁NK-TLLi本節(jié)首頁退出本章2、分類靜態(tài)頂空：在一個(gè)密閉的容器中，樣品與樣品上方氣體（1/2）達(dá)到平衡。動(dòng)態(tài)頂空：

“連續(xù)氣體萃取”方法，不必兩相達(dá)到平衡。經(jīng)捕集濃縮后進(jìn)行測定。第76頁/共188頁NK-TLLi本節(jié)首頁退出本章3、靜態(tài)頂空過程第77頁/共188頁NK-TLLi本節(jié)首頁退出本章4、動(dòng)態(tài)頂空過程捕集阱中捕集濃縮。“烘烤”：載氣的流動(dòng)方向與熱解吸時(shí)的流動(dòng)方向相反。第78頁/共188頁NK-TLLi管內(nèi)固相微萃取(in-tube-SPME)

將萃取涂層涂在毛細(xì)管的內(nèi)表面，可采用氣相色譜毛細(xì)管優(yōu)點(diǎn)：毛細(xì)管柱方便易得，使用壽命長，內(nèi)徑小涂層薄，樣品擴(kuò)散快，平衡時(shí)間短。第79頁/共188頁NK-TLLiIn-tube-SPME－GC聯(lián)用方式

熱解析：用注射器將樣品溶液注入毛細(xì)管柱，萃取平衡后將水吹出，然后用石英壓接頭將萃取柱與分析柱連接，放入氣相色譜儀爐箱中熱解吸。這種方法不適于日常分析。

溶劑解吸：水樣用氮?dú)庖詷O緩慢的流速吹入毛細(xì)管萃取柱中，再將水吹出萃取柱，將適當(dāng)溶劑注入萃取柱中解吸，收集解吸溶液注入氣相色譜中分析。第80頁/共188頁NK-TLLi應(yīng)用●固相微萃取分離法可用于環(huán)境污染物、農(nóng)藥、食品飲料及生物物質(zhì)的分離與富集的分離分析?！窭?，有機(jī)污染物苯及其同系物、多環(huán)芳烴、硝基苯、氯代烷烴、多氯聯(lián)苯、有機(jī)磷和有機(jī)氯農(nóng)藥的分離。飲用水中揮發(fā)性有機(jī)物，食品中的香料、添加劑和填充劑等的分離。生物體內(nèi)的有機(jī)汞、空氣中昆蟲信息素、植物體內(nèi)的單萜以及生物聚合體的分離和富集等。第81頁/共188頁NK-TLLi固相微萃取法在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用

SPME法在農(nóng)藥殘留分析中的應(yīng)用農(nóng)藥類別分析條件除草劑殺蟲劑有機(jī)磷農(nóng)藥

有機(jī)磷農(nóng)藥

有機(jī)氯農(nóng)藥PDMS、PA、PDWS/DVB、CW/DVB,浸入式，萃取時(shí)間30min，解吸附溫度280℃，NaCl濃度4M，GC65μmCW/DVB,萃取時(shí)間大于30min，解吸附（5min，240C），NaCl濃度0.3g/ml,GC85μmPA,萃取時(shí)間30min,解吸附（2min，250℃）,GC60μmPDMS,萃取時(shí)間40min,HPLC85μmPA,浸入式，萃取(45min,55℃),解吸附（2～5min，250℃）萃取頭使用前在300℃老化3h，GC15μmXAD，85μmPA，30μmPDMS，萃取時(shí)間5～180min不等，GC20種有機(jī)氯農(nóng)藥的測定在20min內(nèi)完成，GC第82頁/共188頁NK-TLLi管內(nèi)固相微萃取第83頁/共188頁NK-TLLi第84頁/共188頁NK-LTLi超臨界萃取分離法第85頁/共188頁NK-LTLi超臨界流體萃取(SupercriticalFluidExtraction，SFE)超臨界流體萃取是利用流體在超臨界狀態(tài)時(shí)具有密度大、粘度小、擴(kuò)散系數(shù)大等優(yōu)良的傳質(zhì)特性而成功開發(fā)的。它具有提取率高、產(chǎn)品純度好、流程簡單、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。第86頁/共188頁NK-LTLi什么是超臨界?任何一種物質(zhì)都存在三種相態(tài)----氣相、液相、固相。三相呈平衡態(tài)共存的點(diǎn)叫三相點(diǎn)。液、氣兩相呈平衡狀態(tài)的點(diǎn)叫臨界點(diǎn)。在臨界點(diǎn)時(shí)的溫度和壓力稱為臨界溫度和臨界壓力。不同的物質(zhì)其臨界點(diǎn)所要求的壓力和溫度各不相同。超臨界流體(SCF)是指在臨界溫度（Tc）和臨界壓力(Pv)以上的流體。高于臨界溫度和臨界壓力而接近臨界點(diǎn)的狀態(tài)稱為超臨界狀態(tài)。第87頁/共188頁NK-LTLi超臨界流體：當(dāng)一種流體處于其臨界點(diǎn)的溫度和壓力之下，則稱之為超臨界流體。特點(diǎn)：密度接近液體－－萃取能力強(qiáng) 粘度接近氣體－－傳質(zhì)性能好

超臨界流體萃取

(SupercriticalFluidExtraction)第88頁/共188頁NK-LTLi第89頁/共188頁NK-LTLiCO2的p－T－ρ圖精餾操作液相萃取和吸收超臨界萃取和色譜吸附分離第90頁/共188頁NK-LTLi1、基本原理（1）超臨界流體萃取分離法是利用超臨界流體做萃取劑在兩相之間進(jìn)行的一種萃取方法。②超臨界流體是介于氣液之間的一種物態(tài)，它只能在物質(zhì)的溫度和壓力超過臨界點(diǎn)時(shí)才能存在。第91頁/共188頁NK-LTLi1、基本原理（2）超臨界流體的密度大，與液體相仿，所以它與溶質(zhì)分子的作用力很強(qiáng)，很容易溶解其他物質(zhì)。另一方面，它的粘度較小，接近氣體，傳質(zhì)速率很高；加上表面張力小，容易滲透固體顆粒，保持較大的流速，使萃取過程在高效、快速、經(jīng)濟(jì)的條件下完成。第92頁/共188頁NK-LTLi超臨界萃取的原理：是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關(guān)系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界狀態(tài)下，超臨界流體具有很好的流動(dòng)性和滲透性，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來。第93頁/共188頁NK-LTLi當(dāng)然，對應(yīng)各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以控制條件得到最佳比例的混合成分，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質(zhì)則完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的，所以在超臨界流體萃取過程是由萃取和分離組合而成的。第94頁/共188頁NK-LTLi相密度(g/ml)擴(kuò)散系數(shù)(cm2/s)粘度(g/cm.s)氣體(G)10-3

10-1

10-4

超臨界流(SCF)0.3～0.910-3～10-410-4～10-3

液體(L)110-5

10-2這種流體(SCF)兼有氣液兩重性的特點(diǎn)，它既有與氣體相當(dāng)?shù)母邼B透能力和低的粘度，又兼有與液體相近的密度和對許多物質(zhì)優(yōu)良的溶解能力。第95頁/共188頁NK-LTLi超臨界流體（ＳＣＦ）的選?。喝苜|(zhì)在某溶劑中的溶解度與溶劑的密度呈正相關(guān)，SCF也與此類似。因此，通過改變壓力和溫度，改變SCF的密度，便能溶解許多不同類型的物質(zhì)，達(dá)到選擇性地提取各種類型化合物的目的。第96頁/共188頁NK-LTLi可作為SCF的物質(zhì)很多，如二氧化碳、一氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、甲醇、氨和水等。其中二氧化碳因其臨界溫度低（Ｔc＝31.3℃),接近室溫；臨界壓力小(Ｐv＝7.15MPa)，擴(kuò)散系數(shù)為液體的100倍，因而具有驚人的溶解能力。且無色、無味、無毒、不易燃、化學(xué)惰性、低膨脹性、價(jià)廉、易制得高純氣體等特點(diǎn)，現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛。第97頁/共188頁NK-LTLi二氧化碳超臨界萃取的溶解作用：在超臨界狀態(tài)下，CO2對不同溶質(zhì)的溶解能力差別很大，這與溶質(zhì)的極性、沸點(diǎn)和分子量密切相關(guān)，一般來說有以下規(guī)律：親脂性、低沸點(diǎn)成分可在104KPa以下萃取，如揮發(fā)油、烴、酯、內(nèi)酯、醚、環(huán)氧化合物等，像天然植物和果實(shí)中的香氣成分，如桉樹腦、麝香草酚、酒花中的低沸點(diǎn)酯類等；化合物的極性基團(tuán)(如-OH、-COOH等)愈多，則愈難萃取。第98頁/共188頁NK-LTLi強(qiáng)極性物質(zhì)如糖、氨基酸的萃取壓力則要在4×104KPa以上；化合物的分子量愈大，愈難萃取。分子量在200～400范圍內(nèi)的組分容易萃取，有些低分子量、易揮發(fā)成分甚至可直接用CO2液體提??；高分子量物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、樹膠和蠟等)則很難萃取。第99頁/共188頁NK-LTLi利用超臨界流體的特殊性質(zhì)，使其在超臨界狀態(tài)下，與待分離的樣品接觸，萃取出目的化合物，然后通過降壓或升溫的方法，使萃取物得到分離常用萃取劑極性萃取劑：乙醇、甲醇、水（難）非極性萃取劑：二氧化碳（易）超臨界流體萃取的基本思想第100頁/共188頁NK-LTLi臨界點(diǎn)：

T：31.4 P：73.8bar優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：臨界條件溫和設(shè)備投資大產(chǎn)品分離簡單無毒、無害不燃無腐蝕性價(jià)格便宜超臨界二氧化碳萃取

（SupercriticalCarbonDioxideExtraction）第101頁/共188頁NK-LTLi2．超臨界流體萃取中萃取劑的選擇①超臨界流體萃取中萃取劑的選擇隨萃取對象的不同而改變；②通常用二氧化碳作超臨界流體萃取劑分離萃取低極性和非極性的化合物；③用氨或氧化亞氮作超臨界流體萃取劑分離萃取極性較大的化合物。第102頁/共188頁NK-LTLi3．超臨界萃取裝置第103頁/共188頁NK-LTLi3、超臨界萃取裝置（2）第104頁/共188頁NK-LTLi4、超臨界萃取流程示意圖第105頁/共188頁NK-LTLi5．超臨界流體萃取分離流程（1）（1）超臨界流體發(fā)生源由萃取劑貯槽、高壓泵及其他附屬裝置組成。其功能是將萃取劑由常溫常壓態(tài)轉(zhuǎn)化為超臨界流體。（2）超臨界流體萃取由試樣萃取管及附屬裝置組成。處于超臨界態(tài)的萃取劑在這里將被萃取的溶質(zhì)從試樣基體中溶解出來隨著流體的流動(dòng)使含被萃取溶質(zhì)的流體與試樣基體分開。第106頁/共188頁NK-LTLi5、超臨界流體萃取分離流程（2）（3）溶質(zhì)減壓分離部分由噴口及吸收管組成。萃取出來的溶質(zhì)及流體，必須由超臨界態(tài)經(jīng)噴口減壓降溫轉(zhuǎn)化為常溫常壓態(tài)，此時(shí)流體揮發(fā)逸出，而溶質(zhì)吸附在吸收管內(nèi)多空填料表面。用合適溶劑淋洗吸收管就可把溶質(zhì)洗脫收集備用。第107頁/共188頁NK-LTLi6．超臨界流體萃取分離的操作方式(1)（1）

動(dòng)態(tài)法是超臨界流體萃取劑一次直接通過試樣萃取管，使被分離的組分直接從試樣中分離出來，適用于萃取在超臨界流體萃取劑中溶解度較大的物質(zhì)，且試樣基體又很容易被超臨界流體滲透的情況。第108頁/共188頁NK-LTLi6、超臨界流體萃取分離的操作方式(2)

（2）

靜態(tài)法是將萃取的試樣“浸泡”在超臨界流體內(nèi)，經(jīng)過一段時(shí)間后再把萃取劑流體輸入吸收管，適合于萃取與試樣基體較難分離或在萃取劑流體內(nèi)溶解度不大的物質(zhì)，也適合于試樣基體較為致密、超臨界流體不易滲透的情況。第109頁/共188頁NK-LTLi6、超臨界流體萃取分離的操作方式（3）（3）循環(huán)法是動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法的結(jié)合，首先將萃取劑流體充滿試樣萃取管，然后用循環(huán)泵使流體反復(fù)多次經(jīng)過試樣，最后輸入吸收管，適用于動(dòng)態(tài)法不宜萃取的試樣和場合。第110頁/共188頁NK-LTLi7.影響因素(1)壓力的影響壓力的改變會使超臨界流體對物質(zhì)的溶解能力發(fā)生很大的改變。利用這種特性，只需改變萃取劑流體的壓力，就可把試樣中的不同組分按它們在流體中溶解度的大小的不同萃取分離出來。在低壓下溶解度大的物質(zhì)先被萃取，隨著壓力的增加，難溶物質(zhì)也逐漸與基體分離。第111頁/共188頁NK-LTLi（2）溫度的影響（1）●萃取溫度的變化也會改變超臨界流體萃取的能力，它體現(xiàn)在影響萃取劑的密度和溶質(zhì)的蒸汽壓兩個(gè)因素。在低溫區(qū)（仍在臨界溫度以上），溫度升高降低流體密度而溶質(zhì)蒸汽壓增加不多，因此萃取劑的溶解能力降低，升溫可以使溶劑從流體萃取劑中析出；第112頁/共188頁NK-LTLi溫度進(jìn)一步升高到高溫區(qū)時(shí)，雖然萃取劑密度進(jìn)一步降低，但溶質(zhì)的蒸汽壓迅速增加起了主要作用，因而揮發(fā)度提高，萃取率反而增大。吸收管和收集器的溫度吸收管和收集器的溫度也會影響到回收率，因?yàn)檩腿〕龅娜苜|(zhì)溶解或吸附在吸收管內(nèi)，會放出吸附或溶解熱降低溫度有利于提高回收率。溫度的影響（2）第113頁/共188頁NK-LTLi●萃取的時(shí)間取決于兩個(gè)因素：被萃取物在流體中的溶解度，溶解度越大，萃取效率越高，速度也越快；被萃取物在基體中的傳質(zhì)速率，速率越大，萃取越完全，效率也越高。（3）萃取時(shí)間的影響第114頁/共188頁NK-LTLi（4）其他溶劑的影響在超臨界流體中加入少量其他溶劑可改變它對溶質(zhì)的溶解能力。通常加入量不超過10％而且以極性溶劑如甲醇、異丙醇等居多。加入少量的其他溶劑可以使超臨界萃取技術(shù)的適用范圍擴(kuò)大到極性較大的化合物。第115頁/共188頁NK-LTLi8、應(yīng)用（1）超臨界萃取分離法具有高效、快速、后處理簡單等特點(diǎn)，它特別適合于處理烴類及非極性酯溶化合物，如醚、酯、酮等。即有從原料中提取和純化少量有效成分的功能，又能從粗制品中除去少量雜質(zhì)，達(dá)到深度純化的效果。第116頁/共188頁NK-LTLi第117頁/共188頁NK-TLLi加速溶劑萃?。ˋSE）

AcceleratedSolventExtraction第118頁/共188頁NK-TLLi液-固萃取索氏提取 自動(dòng)索氏提取超聲萃取微波萃取超臨界萃取快速溶劑萃?。ˋSETM）樣品萃取技術(shù)柱色譜萃取固相萃取固相微萃取 液-液萃取分液漏斗振搖

第119頁/共188頁NK-TLLi什么是ASE?ASE是用溶劑對固體、半固體的樣品進(jìn)行萃取的技術(shù).ASE的原理是選擇合適的溶劑、通過增加溫度和壓力來提高萃取過程的效率.ASE可用來取代索氏提取、超聲萃取、手工振搖、煮沸法和其他萃取方法.第120頁/共188頁NK-TLLiTheprincipleofASEAlsonamedasPressurizedLiquidExtraction(PLE)在密封體系里，對常用的有機(jī)溶劑施加高壓，提高溶劑的沸點(diǎn)，使溶劑在高溫高壓下保持液體狀態(tài)，降低溶劑的黏度和表面張力，提高其擴(kuò)散速率。這些變化有助于溶質(zhì)與溶劑充分接觸，從而大大提高溶劑的萃取效率，縮短萃取時(shí)間，降低溶劑的使用量。第121頁/共188頁NK-TLLi增加溫度的作用增加分析物的溶解度

- 蒽在150度氯甲烷中的溶解度是50度時(shí)的15倍有利于克服基體效應(yīng)，加快解析動(dòng)力學(xué)降低溶劑粘度，加速溶劑分子向基體中的擴(kuò)散第122頁/共188頁NK-TLLi讓溶劑在高溫下仍保持液態(tài)可保證易揮發(fā)性物質(zhì)不揮發(fā)在壓力下可快速充滿萃取池

升高壓力的作用第123頁/共188頁NK-TLLiASE與索氏萃取索氏萃取

ASE溶劑體積100-300ml10-50ml萃取時(shí)間10-48hr<20min第124頁/共188頁NK-TLLi溶劑池泵萃取池氮?dú)馄亢銣叵湎拗崎y樣品收集瓶閥第125頁/共188頁NK-TLLi基本流程用泵將一定體積的溶劑加入到已裝有固體樣品的萃取池中；然后施加一定的高溫高壓，萃取一定的時(shí)間后，將溶劑收集到樣品瓶中；然后再加入較小體積的溶劑以淋洗萃取池和連接管道；最后引入氮?dú)饬鳎ㄒ话?-2min），以保證徹底將樣品中殘留的溶劑帶到樣品瓶中。第126頁/共188頁NK-TLLi快速有效的樣品處理方法ASE?

20024個(gè)樣品連續(xù)自動(dòng)萃取樣品池內(nèi)體積1、5、11、22和33毫升每個(gè)樣品常規(guī)萃取時(shí)間15分鐘使用萃取溶劑體積10-60毫升第127頁/共188頁NK-TLLi用于大體積樣品萃取ASE?

30012個(gè)樣品連續(xù)自動(dòng)萃取樣品池體積內(nèi)34、66和100毫升，使用萃取溶劑40-125毫升17410第128頁/共188頁NK-TLLi

溶劑控制器可自動(dòng)切換4種不同溶劑或混合溶劑進(jìn)行萃取AutoASE軟件可同時(shí)控制多臺儀器17401帶有溶劑控制器和計(jì)算機(jī)控制的ASE第129頁/共188頁NK-TLLi影響萃取效率的因素溶劑的選擇；溫度；時(shí)間；壓力；其它影響因素第130頁/共188頁NK-TLLi溶劑的選擇可以直接移用索氏萃取的溶劑組合；將低極性和高極性的溶劑以適當(dāng)?shù)谋壤旌贤葐我蝗軇┑妮腿⌒矢撸划?dāng)樣品介質(zhì)的吸附性較強(qiáng)時(shí)，使用強(qiáng)極性的有機(jī)溶劑如甲苯等更有利于提高萃取效率。第131頁/共188頁NK-TLLi溫度的選擇通常來說，ASE的萃取溫度越高，越有利于樣品的潤濕，溶劑的擴(kuò)散能力和穿透介質(zhì)的能力越強(qiáng)，溶質(zhì)從介質(zhì)中解析的能力也就越強(qiáng)，也就是萃取效率越高。例如：用ASE從新鮮染毒的土壤中萃取萘，萃取溶劑為正己烷，當(dāng)萃取溫度從70oC提高到80oC時(shí)，其萃取效率提高了8-15%，當(dāng)繼續(xù)將溫度提高到90oC時(shí)，萃取效率不再增加。當(dāng)用不同的有機(jī)溶劑從土壤/沉積物中提取POPs時(shí)，通常將100oC設(shè)定為默認(rèn)值；而當(dāng)溶劑中含有甲苯時(shí)，一般則將溫度升至200oC左右以保證有最大的萃取回收率。第132頁/共188頁NK-TLLi萃取壓力ASE萃取時(shí)所施加的壓力對萃取效率沒有太大的影響，其主要作用是保持溶劑在高溫下為液體狀態(tài)。然而，如果樣品介質(zhì)濕度較大或吸附性很強(qiáng)，提高壓力可以迫使溶劑穿透介質(zhì)而提高萃取效率。用ASE從干土樣品中提取除草劑時(shí)，壓力的變化對萃取效率幾乎沒有影響，而當(dāng)從濕潤的土壤中萃取相同物質(zhì)時(shí)，將壓力由4Mpa提高到10Mpa有益于萃取效率的提高。第133頁/共188頁NK-TLLi其它影響因素樣品的處理和裝填方式有時(shí)會對萃取效率產(chǎn)生一定的影響。對半固體樣品，通常要將其與惰性固體如細(xì)沙充分混合后再填充到萃取池中。對非均一性的樣品介質(zhì)，需要將樣品充分研磨至63-150um的粒徑，以提高介質(zhì)的均一性，同時(shí)縮短擴(kuò)散路徑，增加樣品的比表面積，有助于萃取效率的提高。在萃取池的兩端都應(yīng)放置篩板或石英棉，以防止細(xì)小顆粒堵塞連通管道。第134頁/共188頁NK-TLLi萃取時(shí)間通常ASE萃取時(shí)間在5-10min鐘。連續(xù)多次短時(shí)間的靜態(tài)萃取比一次性長時(shí)間萃取的效果要好一些。例如，Bj?rklund等人發(fā)現(xiàn)第二次5min靜態(tài)萃取可以將PCBs的萃取效率最多提高14%。第135頁/共188頁NK-TLLiASE:環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用EPAMethod3545

- 資源保護(hù)回收法（RCRA）目標(biāo)分析物石油總烴/苯系物二噁英和呋喃爆炸物標(biāo)準(zhǔn)參照物

- 用ASE確定12383-01第136頁/共188頁NK-TLLi小麥中28種農(nóng)藥殘留的萃取農(nóng)殘組分（部分）回收率有機(jī)磷類Parathion（對硫磷）

Diazinon氯化類Endosulfan-alphaEndosulfan-beta除草劑Trifluralin防霉劑Imazalil101.296.994.193.399.6108.8樣品量：3克加熱時(shí)間：5分鐘總萃取時(shí)間：12分鐘溶劑：乙腈靜態(tài)萃?。?分鐘溫度：100oC壓力：2000psi第137頁/共188頁NK-TLLiASE從馬鈴薯中萃取12種有機(jī)氯殺蟲劑殺蟲劑組分（部分）平均回收率RSD（%）Alpha-PHCGamma-BHCDieldrin2,4’-DDD96.397.497.195.76.66.80.570.89第138頁/共188頁NK-TLLiASE從香蕉中萃取12種有機(jī)氯殺蟲劑組分AvgStdRSDalpha-BHCbeta-BHCgamma-BHCHeptachlorAldrinHeptachlorEpoxideDieldrin4,4’-DDE2,4’-DDDEndrin4,4’-DDT100.3102.298.989.289.493.593.792.195.494.489.62.32.33.27.62.22.11.61.82.52.75.82.32.33.28.52.52.21.71.92.63.06.4第139頁/共188頁NK-TLLi從蠔組織中萃取多氯聯(lián)苯PCBCongenerAvg.Rec.,n=6(as%ofSoxhlet)RSD(%)PCB28PCB52PCB101PCB153PCB138PCB18090.086.983.384.576.987.07.84.01.53.53.04.3第140頁/共188頁NK-TLLi從低脂肪含量的基體中萃取的結(jié)果對比快餐食品 Soxhlet 己烷/異丙醇(3:2) 1.40 N/A快餐食品 ASE

己烷/異丙醇(3:2) 1.43 2.1面粉 Soxhlet 石油醚 1.36 N/A面粉 ASE 石油醚 1.37 0.73 樣品 方法 溶劑 Wt.%Fat RSD(%)12406-01Soxhlet:4小時(shí)ASE:30分鐘第141頁/共188頁NK-TLLi020406080色拉調(diào)味劑蛋黃醬奶酪奶酪加工品花生醬ASEMojonnier30min6-7hoursASE

與Mojonnier法對高脂肪含量食品萃取結(jié)果對比

第142頁/共188頁NK-TLLiSubcriticalwaterextraction

(SWE)亞臨界水萃取pressurised(hot)waterextraction,high-temperaturewaterextraction,superheatedwaterextractionorhotliquidwaterextraction,第143頁/共188頁NK-TLLiWhatisSWEusewaterasextractionsolventattemperaturesbetween100and374oC(criticalpointofwater,374oCand22MPa)andatapressurewhichishighenoughtokeepitintheliquidstate.Undertheseconditions,thedielectricconstantofwater,ε,i.e.,itspolarity,caneasilybeloweredbyincreasingthetemperature.第144頁/共188頁NK-TLLiPurewateratambienttemperatureandpressurehasε=79,whileincreasingthetemperatureto250oCatapressureof5MPa(necessarytomaintaintheliquidstate)yieldsasignificantreductiontoabout27.Thisvalueissimilartothatofethanolat25oCand0.1MPaandconsequently,lowenoughtodissolvemanycompoundsofintermediateorlowpolarity.第145頁/共188頁NK-TLLiWhynotsupercriticalwaterextraction?CorrosiveDegrade第146頁/共188頁NK-TLLiEffectoftemperatureincreasingtemperatureatmoderatepressurealsoreducessurfacetensionandviscosityofwater,whichresultsinanenhancedsolubilityoftheanalytesinthissolvent.Therefore,whilesatisfactoryrecoveries(90%)werereportedforpolarPOPssuchasphenolsinwaterattemperaturesbelow100oC,whatshouldweadjustthetemperaturesforapolarcompounds?Temperaturesofabout200oCarerequiredforthequantitativeextractionofmoreapolarcompoundssuchassomepesticidesandlow-molecularPAHs.Temperaturesof250–300oCwererequiredfortheextractionofPCBsandhigh-molecular-massPAHsfromsoilsandsediments.n-Alkaneswereonlyextractedattemperatureshigherthan300oC第147頁/共188頁NK-TLLiEffectofpressurePressurehasalimitedinfluenceonthesolventcharacteristicsofwateraslongasitremainsintheliquidstate;forexample,increasingthepressurefrom0.1to10MPayieldsanincreaseofεofonly0.37.Thismeansthatitispossibletoincreasethepressuretoavoidtheformationofsteamwithoutcompromisingtheachieveddecreaseofpolarity.

第148頁/共188頁NK-TLLiAdvantageofSWEThishelpstosimplifytheoptimisationofprocedures.Furthermore,becausethepolarityofwatercaneasilybemodifiedbychangingthetemperature,thetechniquelookstohaveawiderrangeofapplicationsthanASEorSFEwithcarbondioxide,wheretheavailablepolarityrangeismorenarrowandpolarcompoundscannoteasilybeincluded.Class-selectiveextractionbymeansoftemperatureprogrammingisaninterestingoptioninSWE.第149頁/共188頁NK-LTLi第150頁/共188頁NK-TLLi微波萃取技術(shù)及其應(yīng)用第151頁/共188頁NK-TLLi萃取是分離和提純物質(zhì)的一種常用方法，傳統(tǒng)的萃取方法由于費(fèi)時(shí)，費(fèi)溶劑，效率低等缺點(diǎn)，近年來已不能滿足發(fā)展的需要，因而先后出現(xiàn)了超臨界流體萃取，微波萃取，加壓溶劑萃取等新技術(shù)。微波萃取又以其獨(dú)特的優(yōu)勢顯示出了良好的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用潛力。第152頁/共188頁NK-TLLi第153頁/共188頁NK-TLLi微波萃取技術(shù)簡介

微波萃?。╩icrowave-assistedextraction,MAE）是微波技術(shù)與萃取技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的新技術(shù)，在萃取過程中用微波來提高萃取效率。第154頁/共188頁NK-TLLi1986年，Ganzler等人用家用微波爐對土壤，種子中的有機(jī)物進(jìn)行了萃取。

90年代初，專用微波制備系統(tǒng)的出現(xiàn)，促進(jìn)了微波萃取技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用。第155頁/共188頁NK-TLLi微波萃取原理利用微波能作為熱源。不同物質(zhì)的介電常數(shù)不同，吸收微波能的能力不同，在微波場中，這種差異使萃取體系中的某些組分被選擇性的加熱，從體系中分離出來。

Pare等提出了微波破壁的理論。第156頁/共188頁NK-TLLi微波萃取與傳統(tǒng)熱萃取的區(qū)別傳統(tǒng)的熱萃取方式

熱傳導(dǎo)，熱輻射方式由外向內(nèi)進(jìn)行。熱源→容器→樣品微波萃取方式分子極化，離子導(dǎo)電方式直接對樣品加熱。熱源→樣品→容器

第157頁/共188頁NK-TLLi微波金屬水分第158頁/共188頁NK-TLLi第159頁/共188頁NK-TLLiMicrowave頻率：300-300000MHz的電磁波。穿透：玻璃、塑料、陶瓷等絕緣體。當(dāng)微波作用于水和酸性物質(zhì)時(shí)，將被極性分子所吸收，因而物質(zhì)很快被加熱。第160頁/共188頁NK-TLLi微波加熱特性：微波輻射能夠穿透一些介質(zhì)，直接把能量作用到反應(yīng)物上使極性分子每秒產(chǎn)生25億次以上的分子旋轉(zhuǎn)和碰撞。能量傳遞方式與傳統(tǒng)的傳導(dǎo)加熱方式不同，不僅加熱速度快，而且可控能力強(qiáng)，從而量化地為反應(yīng)提供精確的能量。。第161頁/共188頁NK-TLLi微波萃取系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)根據(jù)物質(zhì)與微波作用的特點(diǎn)，可把物質(zhì)大致分為三種類型吸收微波:可以把微波轉(zhuǎn)化為熱能的物質(zhì)，如水、乙醇、酸、堿和鹽類，這些物質(zhì)吸收微波后，自身溫度升高，并使共存的其他物質(zhì)一起受熱。第162頁/共188頁NK-TLLi透過微波:很少吸收微波能的物質(zhì)，從分子結(jié)構(gòu)特性上講是一些非極性物質(zhì)，如烷烴、聚乙烯等，微波穿過這些物質(zhì)時(shí)，其能量幾乎沒有損失。反射微波:是金屬類物質(zhì)，微波接觸到這些物質(zhì)時(shí)發(fā)生反射，根據(jù)一定的幾何形狀，這些物質(zhì)可把微波傳輸、聚焦或限制在一定的范圍內(nèi)。第163頁/共188頁NK-TLLi由于微波的頻率與分子轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率相關(guān)連，所以微波能是一種由離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)引起分子運(yùn)動(dòng)的非離子化輻射能。第164頁/共188頁NK-TLLi當(dāng)它作用于分子上時(shí)，促進(jìn)了分子的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，分子若此時(shí)具有一定的極性，便在微波電磁場作用下產(chǎn)生瞬時(shí)極化，