新型分离技术复习大纲---2016详解.ppt

2.传质方程 Kimura-Sourirajan优先吸附－毛细管流动机理模型 通过膜的水渗透通量： 2.传质方程 反渗透过程通量与下列因数有关： （1）操作压差 ：△P △P ↑ ,使 JW=A（ △P —△ )↑ 但有能耗大。∴ 选择适当的 △P (2)操作温度:T T ↑,使纯水的透过系数A ↑,J ↑ 但受膜耐温所限。 (3)料液流速 流速大,传质系数大。 但溶质的渗透通量JA大。 例题 计算水和盐的通量 [例3-2] 利用卷式反渗透膜组件进行脱盐，操作温度为25℃，进料侧水中NaCl质量分数为1.8%，操作压力为6.896MPa，在渗透侧的水中含NaCl为0.05%（质量分数），操作压力为0.345MPa。所采用的特种膜对水和盐的渗透系数分别为1.0859×10-4g/(cm2·s·MPa)和16×10-6cm /s。若膜的传质阻力忽略不计，请算出水和盐的通量。 反渗透装置组合形式 一级多段连续式 典型一级二段反渗透脱盐装置 色谱的分类 按流动相态： 气相色谱、液相色谱 按分离过程原理： 吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、亲和 色谱、凝胶色谱 凝胶的分类 制备原料：有机凝胶、无机凝胶； 机械性能：软性凝胶、半硬性凝胶、硬性凝胶； 软性凝胶的交联度低，溶胀性大、不耐压； 硬性凝胶的机械强度好，如多孔玻璃和硅胶等； 半硬性凝胶为最常用的：有交联聚苯乙烯、交联聚乙酸乙烯酯、交联葡聚糖、交联聚丙烯酰胺、琼脂糖等种类。 对溶剂的适应性：亲水、亲油、两性凝胶。 亲水性凝胶主要应用于蛋白质、核酸、酶、多糖等生物大分子的脱盐与分离提纯； 亲油性凝胶多用于不同相对分子质量的高聚物分离。 亲和（膜）色谱 是利用偶联于载体上的亲和配基对特定大分子的亲和作用达到大分子的分离和纯化的： 有范德华力、静电力、氢键和疏水作用四种非共价键合的相互作用力存在，这些作用可能以单独或同时存在于亲和识别和结合过程中。 在载体上的配基与混合物中的配体之间的空间位置的合理配合，配基与配体之间的相互作用。 具有实用意义的有亲和色谱包含亲和（载体）色谱和亲和膜色谱两种型式。 特异性配基和通用性配基亲和色谱 亲和色谱对特定的生物大分子具有亲和作用，能选择性地分离或纯化生物大分子。 特异性配基亲和色谱（Biospecific ligand affinity chromatography） 通用性配基亲和色谱（Pseudobiospecific ligand affinity chromatography ）， 前者连接的配基为复杂的生物大分子（如抗原、抗体等），后者的配基为简单的生物分子（如氨基酸等）或非生物分子（如过渡金属离子和某些染料分子）。 配基的种类 生物特异性配基 是指利用自然界中特异性相互作用生物物质对之一做配基，如酶-底物、酶-抑制剂、激素-互补接受体、抗体-抗原等。 基团特异性配基 是指对具有某一类基团或结构的生物大分子均有特异性作用的配基，如氨基酸、蛋白质A、活性染料、金属螯合离子等。 间隔臂 当配基为小分子而纯化对象为大分子时，需用间隔臂； 可减小空间位阻，增大亲和容量； 一般为基质与配基间的长链分子； 长度要适当，过短起不到减小空间位阻的作用，过长会弯曲封闭膜上的相邻的活性位； 一般取含六个碳原子的化合物：己二胺、6-氨基己酸等。 色谱分离难易程度 色谱分离过程中，分离因子的大小不但表示分离的难易程度，也反映所需吸附剂的大致用量。 α≥2.0，分离很容易, 吸附剂用量约为15g/g； α≥1.5，分离难度一般，吸附剂用量约为50～500g/g； α≥1.3 ，分离较难，需用薄层色谱， 吸附剂用量约为5000g/g。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 分子蒸馏应满足的两个条件 ①轻、重分子的平均自由程必须要有差异，且差异越大越好； ②蒸发面与冷凝面间距必须小于轻分子的平均自由程。 分子蒸馏不适宜于同分异构体的分离 反应精馏是一种将反应过程和精馏过程结合在一起，且在同一个设备(蒸馏塔)内进行的藕合过程。 反应精馏就是在进行反应的同时用精馏方法分离出产物的过程。 使用反应精馏的基本要求 必须满足以下基本要求: (1)化学反应必须在液相中进行 (2)在操作系统压力下，主反应的反应温度和目的产物的泡点温度接近，以使目的产物及时从反应体系中移出; (3)主反应不能是强吸热反应，否则精馏操作的传热和传质会受到严重影响，会使塔板分离效率减低，甚至使精馏操作无法