6.吸附和离子交换.ppt

6.吸附和离子交换 本章介绍： 吸附过程的理论基础 吸附剂和离子交换剂 主要吸附操作过程 固定床和膨胀床 流化床、移动床和模拟移动床 6.1概述 3) 物理吸附和化学吸附的区别 吸附类型 物理吸附 化学吸附 吸附力 范德华力 化学键力 吸附热 较小与液化热相近 较大与反应热相近 选择性 无 有 吸附分子层 单或多分子层 单分子层 吸附速度 较快不需活化能 较慢,需要活化能, 不受温度影响 温度升高速度加快 吸附稳定性 会发生表面位移, 不位移,不易解析 易解析 4) 吸附在生物工程中的应用 原料液脱色 除臭和异味 目标产物的提取 浓缩和粗分离 6.2 吸附模型 实验曲线到建立模型是有感性认识到理性认识的飞跃.是科学研究的从理论上认识现象的过程. 6.2.1 亨利Henry型吸附平衡方程式 吸附达到平衡时，吸附剂的平衡吸附质浓度q*与液相 游离溶质浓度c之间的关系： 一般情况下q*是c和温度的函数，即： q*=f(c，T) 在一定温度下，低浓度范围内： q*=mc （亨利定律） 弗罗因德利希Freundlich方程式（浓度较高） 是总结大量实验数据得出的经验方程式 兰格缪尔Langmuir吸附方程式 在多孔吸附剂中是最简单的理论模型 1)吸附表面及吸附分子的状态的假定: ①固体表面上有均匀分布的吸附中心, 所有中心性质相同;(吸附质与表面接触碰撞概率相同) ②每个吸附中心只能吸附一个气体分子; ③被吸附分子间无相互作用, 且不能沿表面移动; ④单层吸附,只有空白表面才能发生吸附 液体吸附的Langmuir 吸附等温式 6.2.3.3离子交换吸附 以离子交换剂作为吸附剂的吸附过程. 阳离子交换剂(硬水软化过程) 2NaX+CaCl2 CaX2+2NaCl R -U + + X+ R - X + + U+ 阴离子交换剂 2X Cl2+ Na2 SO4 X2SO4 +2NaCl R+ U- + X- R+ X- + U- 离子交换平衡常数 电价电解质完全解离的分配系数 What happens in ion exchange? What happens in ion exchange? What happens in ion exchange? What happens in ion exchange? What happens in ion exchange? Regeneration 树脂的再生：指去掉在实验中最后与树脂牢固结合的物质使得树脂能再次使用。 在不同离子强度溶液的溶胀效应影响下保持稳定的树脂可以直接在层析柱中再生。 在不同离子强度溶液的溶胀效应影响下溶胀情况不同的树脂，再生前应从层析柱中取出，之后再重新装柱。 若在上次层析中树脂里积累了大量碎屑，也应从层析中取出再生。 Separation by charge电荷差异分离蛋白质 Interaction between opposite charges 正负电荷的相互作用 Charged groups on the proteins interact with charged groups on the ion exchanger. Different proteins have different charges and interact differently. 离