层析分离技术二吸附层析

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1、层析分离技术第七章吸附层析AdsorptionChromatography吸附(adsorption)：溶质从液相或气相转移到固相的现象。吸附操作：利用固体吸附的原理从液体或气体中除去有害成分或分离回收有用目标产物的过程。应用：原料液脱色除臭，目标产物提取、浓缩和粗分离。吸附剂：吸附操作所使用的固体材料一般为多孔微粒或多孔膜，具有很大的比表面积，称为吸附剂或吸附介质。一、吸附概述马王堆中有木炭，可能用于吸湿和防腐?...冰箱中除臭，活性炭。工业应用，产品分离、脱色。2005年11月13日下午，位于

2、吉林省吉林市的中国石油天然气集团公司吉林石化分公司双苯厂的苯胺车间发生剧烈爆炸，泄漏进松花江的苯类污染物总量在100吨左右。1400吨活性炭治理水污染2012年1月广西龙江镉污染事件“目前使用聚合氯化铝将离子状态的镉固化，是目前治理龙江河镉污染最重要的措施之一，而烧碱则是将调节河水PH值促进聚合氯化铝发生反应的重要物质。”吸附作用吸附的特点：（1）不用或少用有机溶剂（2）操作简便，安全（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）吸附平衡为非线性（7）选择性差固体内

3、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。界面上分子和内部分子所受的力二、吸附过程理论基础1、基本概念固体表面分子(或原子)处于特殊的状态。固体内部分子所受的力是对称的，故彼此处于平衡。但在界面分子的力场是不饱和的，即存在一种固体的表面力，它能从外界吸附分子、原子、或离子，并在吸附表面上形成多分子层或单分子层。界面上分子和内

4、部分子所受的力吸附作用：物质从流体相浓缩到固体表面吸附剂：表面上能发生吸附作用的固体吸附物：被吸附的物质多孔吸附剂：外表面与内表面组成非多孔吸附剂：比表面取决于外表面孔径和比表面积是评价吸附剂性能的重要参数一般来说，孔径越大，比表面积越小。比表面积直接影响溶质的吸附容量，而适当的孔径有利于溶质在空隙中的扩散，提高吸附容量和操作速度。2、吸附的类型基于吸附剂与溶质之间的分子间力。溶质在吸附剂上吸附与否或吸附量的多少取决于溶质与吸附剂极性的相似性和溶剂的极性。可通过改变温度、pH值和盐浓度等物理条件脱

5、附。物理吸附吸附剂表面活性点与溶质之间发生化学键合、产生电子转移现象，吸附稳定，不易脱附。采用破坏化学键合的化学试剂洗脱剂脱附。应用很少。化学吸附所用吸附剂称为离子交换剂，表面键合离子基团或可离子化基团，通过静电引力吸附带有相反电荷的离子，吸附过程发生电荷转移。一般通过提高离子强度或调节pH值的方法洗脱。离子交换3、物理吸附力的本质定向力极性分子的永久偶极静电力诱导力极性分子与非极性分子之间的吸引力色散力非极性分子之间的引力（瞬间偶极）氢键力介于库仑引力与范德华引力之间的特殊分子间定向作用力非共价

6、作用吸附质和吸附剂之间的作用力－范德华力当分子间距离减小时，范德华力增大，但当分子间距离非常接近时，就明显地表现出斥力。当距离大于OB时，吸引力未表示出来。当吸附表面和分子间的距离减小时，其吸引力的能量逐渐增加，当距离减至分子半径OA时，达到最大值。当距离再减小时，推斥力急剧增加。4、吸附等温线吸附等温线：当溶质在液固两相间达到吸附平衡时，吸附剂上的平衡吸附质浓度q是液相游离溶质浓度c和温度T的函数。当温度一定时，q只和c有关，q=f(c)，q与c的关系曲线称为吸附等温线。生物分离中至少有四种等温

7、吸附线(见图)。1——Henry；2——Freundlich；3——Langmuir；4——矩形qc1234几种常见的吸附等温线（1）Henry型吸附平衡在一定温度下，平衡时吸附剂吸附溶质浓度q*与液相溶质浓度c之间的关系为线性函数：m为分配系数。适应条件：在低浓度范围之内成立。当浓度较高时，吸附平衡常呈非线性，上式无效。（2）Freundlich型吸附平衡其经验公式为其中，k和n为常数，n一般在1-10之间。Freundlich等温线可描述大多数抗生素、类固醇、甾类激素等在溶液中的吸附过程。（3

8、）Langmuir型吸附平衡Langmuir单分子层吸附理论：吸附剂表面有许多活性点，每个活性点具有相同的能量，只能吸附一个分子，并且被吸附的分子间无相互作用。A为表面活性中心。基于上述平衡，及假定单分子层吸附，得Langmuir型吸附平衡方程式中：qmax为吸附容量，kb为结合常数当n个分子在一个活性中心发生吸附时，即存在此时有：（4）矩形吸附平衡当吸附剂对溶质的吸附作用非常大时，存在n>10，或用前式表示Kb非常大，这时游离的溶质浓度对吸附浓度影响极小，接近不可逆吸附。吸附等温