现代分离技术#

《现代分离技术#》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、现代分离方法与技术第一章绪论分离（separation）的定义：利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。分离的形式主要有两种：组分离（族分离）：它是将性质相近的一类组分从复杂的混合物体系中分离出来。单一分离：将某种化合物以纯物质的形式从混合物中分离出来一、分离科学及其研究对象几个相关概念：富集（enrichment）：指在分离过程中使用目标化合物在某空间区域的浓度增加。浓缩（concentration）：指将溶液中的一部分溶剂蒸发掉，使溶液中存在

2、的所有溶质的浓度都同等程度提高的过程。纯化（purification）：通过分离操作使目标产物纯度提高的过程，是进一步从目标产物中除去杂质的分离操作。分离的目的只要有以下几点：a、分析操作的样品前处理b、确认目标物质的结构c、获取单一纯物质或某类物质以作它用。e、除掉有害或有毒物质分离技术具有的特点：分离对象物质种类繁多分离的目的各不相同分离规模差别很大分离技术形形色色应用领域极为广泛二、分离科学的重要性：（1）分离是认识物质世界的必经之路（2）分离是各种分析技术的前提（3）富集和浓缩延伸了分析方法的检出下限（4）分离科学是其他学科发展的基础（5）

3、分离科学大大提高了人类的生活品质三、分离过程的本质：举例：糖加入水中，溶解；己烷加入水中，分层。浓度差（熵效应）、疏水相互作用势能、密度差（重力势能）判断混合或分离可否进行：G总=势能差+熵项=μi+RTlnαi【结论】分离过程的热力学本质：混合是熵增加的过程，分离是熵减少的过程。如果混合或分离过程，体系自由能降低，则混合或分离可自发进行。通常用于分离的物质性质物理性质力学性质、电磁性质、输送性质、热力学性质密度、摩擦、表面张力、熔点、沸点、临界点、溶解度、蒸汽压、分配系数、吸附、电导率、扩散系数化学性质热力学性质、反应速率化学平衡常数、化学吸附平

4、衡常数、解离常数、反应速率常数、电离电势生物学性质生物亲和力、生物吸附平衡、生物学反应速率常数四、分离方法的分类按分离过程的本质分类：a、平衡分离过程：平衡分离过程是一种利用外加能量或分离剂，使原混合物体系形成新的相界面，利用互不相溶的两相界面上的平衡关系使均相混合物得以分离的方法。b、速度差分离过程：利用外加能量，强化特殊梯度场（重力梯度、压力梯度、温度梯度、浓度梯度、电位梯度等）。如高速或超速离心强化离心力场，使用过滤材料强化不同物质移动的速度差。电泳强化离子移动速度差等。一般用于非均相混合物的分离。c、反应分离过程：利用外加能量或化学试剂，使

5、发生化学反应或化学反应被促进，达到分离目的方法。一种分离方法的好坏，理论上可以用方法的分离度、回收率、富集倍数、准确性和重现性等加以评价，但在实际使用过程中，还需要考虑更多的问题，如设备成本、有无环境污染、使用成本、对被分离物质是否有破坏性等。（1）回收率：式中，R为回收率；Q为实际回收量；Q0为理论回收总量（2）分离因子：分离因子的数值越大，分离效果越好。（3）富集倍数：富集倍数=富集对象通常都是含量在百万分之几以下的微量和痕量组分，对富集倍数的大小视样品中组分的最初含量和后续分析方法中所用检测技术灵敏度的高低而定。五、分离方法的评价六、分离技术

6、的展望：分离技术在其他科学技术的带动下以及在其他学科发展的需求刺激下，近年来获得了很大的进步，也为其他科学的发展提供了有力的支持。分离技术已经发展成为一门独立的新学科，其发展呈现出一下几个明显的特点：（1）色谱分离技术已成为最有效和应用最广泛的分离技术（2）不同分离技术相互渗透形成新的分离方法（3）其他学科对分离技术的促进（4）分离富集技术的自动化（5）在线分离技术大有可为第二章分离过程中的热力学问题1、根据环境与系统之间能量和物质的交换情况，系统分为哪几类？问题2、一个系统若要处于平衡状态，应同时满足那些条件。第一节化学平衡研究分离过程中的平衡状

7、态的原因：1、平衡状态比较简单。实际的分离过程相当复杂，不易正确地加以研究，故常用简单平衡体系模拟实际分离过程。2、孤立体系都有自发趋向平衡的趋势。但是，不同体系建立平衡的速度可能相差较大（化学动力学问题）3、分离过程都需要对物质进行输运。物质的输运是在化学势梯度驱动下组分移向平衡位置的一种形式。4、大多数分离过程的输运速度比较快，是在非常接近于平衡的状态下完成的。一、封闭体系中的化学平衡1、热力学基本定律热力学第一定律的数学表达式：H定义为焓：S定义为熵：熵的定义是可逆过程中体系从环境吸收的热与温度的比值。热力学第二定律可以表述为：不可能把热从低

8、温物体传到高温物体，而不引起其他变化。热力学第二定律的数学表达式：综合热力学第一第二定律有，当体系不存在非体积功时：2、分