《吸附法上》PPT课件

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1、第十五章吸附法(Absorption)原料液细胞分离(离心，过滤)细胞－胞内产物路线一路线二细胞破碎碎片分离路线一A路线一B清液－胞外产物粗分离(沉淀/膜过滤/萃取)精制(吸附/离子交换/层析）脱盐(凝胶过滤、超滤)浓缩(超滤)精制(结晶、干燥)包含体溶解(加盐酸胍、脲)复性生物分离过程的一般流程知识要点掌握和熟悉：1、吸附的类型及吸附力的本质；2、影响吸附的因素；3、大网格吸附剂吸附条件的选择；了解：1、大网格吸附剂吸附应用；难点：吸附力的本质。吸附法吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择吸附的能力，使

2、其富集在吸附剂表面，而从混合物中的分离的的过程。典型的吸附过程包括四个步骤：待分离的料液通入吸附剂吸附质被吸附在吸附剂表面料液流出吸附质解吸吸附剂再生吸附法概述吸附法在各种层析技术中应用最早：如一战期间发展起来的活性炭吸附剂（防毒面具），后来使用的凝胶型离子交换树脂、分子筛和纤维素等，近些年发展的大网格吸附剂。吸附法概述吸附法发展常用的吸附剂传统吸附剂：高岭土、氧化铝、凝胶型离子交换树脂、活性炭、硅藻土分子筛、纤维素等。新吸附剂：有机大孔吸附剂（大网格聚合物吸附剂）吸附法概述吸附法特点（1）不用或少用有机溶剂（2

3、）操作简便、安全、设备简单（3）生产过程pH变化小（4）从稀溶液分离溶质（5）吸附剂对溶质的作用小（6）选择性较差吸附法概述吸附法的应用气体过滤水处理脱色、除臭目标产物的分离（蛋白质，核酸，抗生素，氨基酸等）吸附法概述15.1吸附过程的理论基础界面上分子和内部分子所受的力固体内部分子所受分子间的作用力是对称的，而固体表面分子所受力是不对称的。向内的一面受内部分子的作用力较大，而表面向外一面所受的作用力较小。因而当气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体表面时就会被吸引而停留在固体表面上。一基本概念吸附作用：物

4、质(被吸附的产物)从液体相浓缩到固体(吸附剂)表面从而达到分离的过程。吸附剂：在表面上能发生吸附作用的固体.吸附物：被吸附的物质。二吸附的类型（1）物理吸附:吸附剂和吸附物通过分子间引力产生的吸附作用；（2）化学吸附:吸附剂和吸附物之间的电子转移而发生的化学反应产生的吸附作用；（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。项目物理吸附化学吸附作用力范德华力化学鍵力吸附热较小,接近液化热较大,接近反应热选择性较差有选择性吸附速度较快，需要的活化能很小慢，需要一定的活化能吸附分子层单分子层或多分子层单分子

5、物理吸附与化学吸附的特点物理吸附力的本质A定向力极性分子的永久偶极静电力；吸附质和吸附剂之间的作用力－范德华力定向力是极性分子之间产生的作用力，由于极性分子的永久偶极距产生的分子之间的静电引力。与热力学温度成反比。偶极距：分子的电荷重心与正负电荷中心距离的乘积极性分子和非极性分子之间产生的吸引力，由于极性分子产生的电场会诱导非极性分子极化，而产生诱导偶极距，两者间相互吸引而发生吸附作用力。与温度无关。B诱导力极性分子与非极性分子之间的吸引力；C色散力非极性分子之间的引力（瞬间偶极）；非极性分子由于外围电子运动，正

6、负电荷中心出现瞬时相对位移，产生快速变化的瞬间偶极矩，这种偶极矩还能使外围非极性分子极化，被极化分子又反过来影响瞬间偶极矩，相互之间作用而产生的吸附作用力。与温度无关。在分子间相互作用的总能量中，各种力所占的相对比例是不同的。主要取决于分子的两个性质，即它的极性和极化度。极性越大，定向力作用越大；极化度越大，色散力的作用越大。诱导力是次级效应，范德华力中的色散力是普遍的一种力。一种特殊的分子间作用力，介于库仑引力与范德华引力之间的特殊定向力，比诱导力、色散力都有大。氢键力氢键两种原子电负性越大，半径越小，H键就越

7、能形成，作用也就越大，越有利于吸附。不同元素原子所形成的氢键力大小次序如下：F-H······F>O-H······N>N-H······O>N-H······N>NC······N三影响吸附因素吸附剂性质：吸附容量（a比表面积，b空隙度）吸附速度（a粒度，b孔径分布）机械强度（使用寿命）吸附物性质:①表面张力降低的物质易吸附②溶质在易溶解的溶剂中吸附量小③极性吸附剂易吸附极性物质④同系物极性越小，越易被非极性吸附剂吸附溶液pH的影响（解离度）温度的影响（吸附热，溶解度）其它组分的影响（促进/干扰/互不影响）影响

8、吸附因素四常用吸附剂种类吸附剂通常应具备以下特征：表面积大、颗粒均匀；对被分离的物质具有较强的吸附能力；有较高的吸附选择性；机械强度高；再生容易、性能稳定；价格低廉。常用的吸附剂有极性的和非极性的两种。羟基磷灰石、硅胶、氧化铝等属前者，活性炭属后者。人工合成的如大网格吸附剂、分子筛等两种都有，但大多属非极性的。15.2大网格聚合物吸附树脂的网络骨架一大网格树脂吸附法基本概