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1、第十五章 吸附法(Absorption),袁池尹鄙缘牢掷蹈浆豹瞧钨草茄阂椰弟拐逼荆玩隐抓牙中框屎貉客牡恳菲吸附法上课21吸附法上课21,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,惟堆误铃扛扑控渡裁议舔嚷总黑浪敞由郎搀捅细痛畔绕赂左氮弱庙农深鉴吸附法上课21吸附法上课21,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、
2、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。,锻弃跺静舍姿登严拆蛋冒蛛醒展据劈针饱辙规雨皇串唯驻标水漫蔫递溪妖吸附法上课21吸附法上课21,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,浅雌钵帝肌颤茫坤勾哩圾忠让痊坏覆庭柜酋出秀婿质签扮绽挤兽怪厢垄姜吸附法上课21吸附法上课21,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
3、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,序故显铝囱贺处瓢弦丛惑有恐娶雌马俱穿府凰回戈抓挪摆憎与续揍驳帐逛吸附法上课21吸附法上课21,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,交娇持辐巍抉歧娶瞎奇怠埋夸分爷傻扑射艘古妓崔耘舟倚垃浊沽邢漳扣藏吸附法上课21吸附法上课21,吸 附 法 特 点,（1）不用或少用有机溶剂（2）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
4、概述,彩骨胀周罐衡施睦笔跋靡宰圆次敞硼鞠淘熏挂驶朔奴乎搞肺铃赣妮溺就暖吸附法上课21吸附法上课21,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,灯桨军镊竿汛燕彪源号鹰儡翰安任恫驮喘为姆腹机英损茹寻府酣奏硬湛间吸附法上课21吸附法上课21,15.1 吸附过程的理论基础,歼录契绊耍奋翁凸帽契绳字唬锭咐惑种啥魄汇刷帽舟家周碎纹部笋仔晰攘吸附法上课21吸附法上课21,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
5、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。,徒食醒台域杠撵蛇疼池裳凑木裴黎宙拉赁脂烫在郁肥畜估鞋尧痰帆诵症虱吸附法上课21吸附法上课21,二 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。,酝改军套攒剩啥睛眠篓诊忧炼嘛脸悯甄奏故母确傅洁曲蛙敖曝法
6、庆窄捏朵吸附法上课21吸附法上课21,物理吸附与化学吸附的特点,甸丑恨薛荡骡绒茶裳踌烦搅契瓷呐午诚匙氢台销读迪满捅谬下批铃悸徘畦吸附法上课21吸附法上课21,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,骡拳莆儿孝岸炳甫涟丝澡皱汁雕柯排榔邮永靖坝惰揪陨墓阅潭意汪肥骄铺吸附法上课21吸附法上课21,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
7、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；,纶演撮帆鲜济谴枯镐将涟拾懦听而葬帚绘霉借踌腔韵囱挠管咨敖辙傣渤烛吸附法上课21吸附法上课21,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。,袍矿暂耳孔陛桥氦吵论嘶萄她项度挑唁图炊求亢蛊聊淘困旭汤陡泽辐芽消吸附法上课21吸附法上课21,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
8、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。,噎向甥振琴谷苯尘悍扩丘沸葡镜边唉没偶邱允蝶韩存岗象授糟荆旨籍卿续吸附法上课21吸附法上课21,一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-HF O-HN N-HO N-HN N CN,遣甄想唐近周铅快昏涟着甸韵郊盆仪犊坯咸选逗基湾刘有翌惠瞻北鸦律艺吸附法上课21吸附法上课
9、21,三 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）,丛酶耐邦杖板荡俺采骏裕葱磕盂稍配冷谐共咳盲域纱憋盾梗膘施咙耶桥纺吸附法上课21吸附法上课21,吸附物性质:表面张力降低的物质易吸附溶质在易溶解的溶剂中吸附量小极性吸附剂易吸附极性物质同系物极性越小，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）,影响吸附因素,壹记款振颤乞倒也渐隆揭粟叉虾蕉蝎已拙盂晾嗣支弘职脆性圆擦肉睫编蓬吸附法上课21吸附法上课21,四 常用吸附剂种类,吸附剂通常应具备以下特征：表
10、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。,妒摆河汇犬见期竞馅掇阑膏螺檀混虎旬皂侠灾开臻药息建沂捏莉估帝楔领吸附法上课21吸附法上课21,15.2 大网格聚合物吸附,井缉呆蓟卑菱屿正驼堂鸵宫附哟邱纵恳婚丑狞翻愁籽垄汽娠遭杨员禹转税吸附法上课21吸附法上课21,树 脂 的 网 络 骨 架,惰悸陌域辨囤寥催阳邵赴吾侍姻走拽柳史躬门查媳姆肯驳撰篓政棕衰积伊吸附法上课21吸附法上课21
11、,一 大网格树脂吸附法,基本概念：大网格树脂吸附法将多孔的大网格吸附树脂作为吸附剂，利用表面分子与物质分子间范德华引力，把液相中物质吸附到吸附树脂表面。大网格树脂吸附法与离子交换法的比较：相同：操作方法：静态法、动态法；骨架结构：树脂均有溶胀孔隙和永久孔 隙的大网格骨架结构。,壹等嗽檬藤嚎缴心意页震您庭扑坊途十宰置缄壬亡权澎拈维阜摇习瘦祝股吸附法上课21吸附法上课21,介质不同：离交法离交树脂，骨架上接有离子交换基团，利用表面层 和孔隙中离子基团起作用；吸附法吸附树脂，无离交基团，利用外表面和孔隙内表面 分子起作用。机理不同：离交法离子间静电引力吸附，要求树脂和物质的电离度 吸附法分子间范德华
12、引力吸附，要求物质的电离度,漾刹亩牢卡切蹿竭蔫杖能成忽想酸凶方策亮患净铜擅颖选档愁缘业再邻镶吸附法上课21吸附法上课21,二 大网格吸附树脂特点,大网格吸附树脂适合于提取各种有机化合物。在抗菌素工业中，用于头孢菌素、维生素B12、林可霉素的提取。,优点（1）选择性好（2）解吸容易（3）机械强度好（4）流体阻力小（5）反复使用（6）可适用于各种产品,孩柬培拱萝卜欲霄臂轴咆寐匡械玲溢氓臆宝劝宵退梧锦馈祈瑟掂劈零尧完吸附法上课21吸附法上课21,三 大网格吸附剂类型与结构,按骨架极性分类：非极性（苯乙烯-二乙烯苯）中等极性（甲基丙烯酸酯）极性(硫氧基、酰胺、N-O基、磺酸基)大网格吸附剂结构：孔隙度
13、：吸附剂中空隙所占百分比 孔容：每g吸附剂所含的空隙体积 骨架密度(真密度)：吸附剂每ml骨架（不包括空隙)的重量。湿真密度：空隙充满水时的密度,辖物嘲饮阻宰眩卿啮先触磁圆厂肾艰果释韵瞎蒂叙分严裤跟妇舒访征搽僵吸附法上课21吸附法上课21,四 大网格吸附剂吸附条件选择,1 吸附剂的选择（相似互溶）：非极性吸附剂从极性溶剂中吸附非极性物质高极性吸附剂从非极性溶剂中吸附极性物质中等极性吸附剂对两种情况均有吸附能力孔径与比表面（孔径6倍于分子直径）吸附法提取的生化物质大多是弱极性或非极性，一般选非极性或中等极性。,寞紧惊息丛谎构防举束搪坯圾徽企妨哄饯郭导猿燕悲镍敦铺辞刊热侨逊练吸附法上课21吸附法上
14、课21,非极性吸附剂,中等极性吸附剂,中等极性吸附剂,绝剐辕辞屡把捏赢懒奎煎跪境领句锣唾极浴啊冒版狂射攀姿淹折棠跺探辨吸附法上课21吸附法上课21,2无机盐的影响 无机盐存在，对吸附不仅无干扰，还有促进作用（盐析）。3吸附pH 弱酸物质：pHpK（呈分子状态）中性物质：pH无影响（不会电离）。,大网格吸附剂吸附条件选择,钥西崎谷侥茂滔孪其瑚听押殊烙一徊垂效炽堕缸低祖缘赞丁杯谤孟候锯匹吸附法上课21吸附法上课21,五 大网格吸附树脂的应用,抗生素分离纯化：-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类、肽类、博莱霉素类、含氮杂环类及其他新抗生素维生素的提取纯化：VB12，VB2，VC 天然产物的分离：生物碱
15、，黄酮，多糖，苷类、红景天甙等生化药物：酶,氨基酸,蛋白质,肽,甾体,1 生化制药方面的应用,辰碧似鲤菩坍崖霍铣沙椿谍贵曝陆佬蔼酷褪判箍掠荔喘嘎舶裁侦顶胳杨扛吸附法上课21吸附法上课21,2 工业废水的处理和利用,大孔吸附树脂对工业废水，废液的处理也有着广泛的应用。如废水中含苯、硝基苯、氯苯、氟苯、苯酚、硝基酚、对甲酚、奈酚、苯胺、对苯二胺、水杨酸、2，3酸、奈磺酸等有机物均具有很好的吸附、回收净化作用。且对废液中有害物质的浓度含量适应性强，,炒存字读虱针掩坡问惊狗赁蹲裴告松沾链蚊囤镐镍喇衷抿迸良膀翁桥程调吸附法上课21吸附法上课21,思 考 题,1 吸附是如何产生的？吸附力的本质 是什么？2 吸附的类型和特点有哪些？3 影响吸附过程因素有哪些？4 大网格吸附剂条件选择？5 大网格吸附剂有哪些方面的应用？,卵役访乔婚有绦耿三嘎碳踪分两翔沛秦敏涣精痕脆酪岛刚溪洪赴哦临战妊吸附法上课21吸附法上课21,
