药物分离纯化技术 吸附技术 吸附技术quanjing.ppt

主 要 内 容 ①吸附概述 ②吸附的类型 ③吸附等温线 ④ 影响吸附的因素 学习目标： 掌握吸附的概念、机理、分类以及常用的吸附剂； 了解影响吸附的主要因素及其影响规律。 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： 吸附法的发展 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， 后来使用的凝胶型离子交换树脂、分子筛和纤维素等 近些年发展的大网格吸附剂 常用的吸附剂 大网格聚合物吸附剂： 活性碳：助滤，脱色，去热原 使用:偏酸性(pH 5-7),加热(50-60℃) 搅拌30min 活性白土：脱组胺类过敏物，脱色。 硅藻土：助滤，澄清 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）?吸附平衡为非线性 （7）选择性较差 吸附法的应用 气体过滤 水处理 脱色、除臭 目标产物的分离 吸附的类型 （1） 物理吸附: 放热，可逆，单分子层或多分子层，选择性差 （2） 化学吸附: 放热量大，单分子，选择性强 （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 物理吸附力的本质 A 定向力 极性分子的永久偶极静电力 B 诱导力 极性分子与非极性分子之间的 吸引力 C 色散力 非极性分子之间的引力（瞬间 偶极） D 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 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 吸附等温线 Langmuir 吸附等温线 假定： 吸附在活性中心上进行，这些活性中心具有均匀的能量，且相隔较远。因此吸附物分子之间无相互作用力。 每一个活性只能吸附一个分子，即形成单分子吸附层。 吸附速度与溶液浓度C和吸附剂表面未被占据的活性中心数目成正比； 解吸速度与吸附剂表面为该溶质所占据活性中心数目成正比 Freundlich吸附等温线 在稀溶液, 吸附量和浓度一次方成正比 在浓溶液中, 吸附量和浓度零次方成正比 可以想象，在中等浓度时，吸附量和浓度的（1/n）次方成正比（n1）。 由图可求得k=6.53 , n=4 吸附剂通常应具备以下特征： 表面积大、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。 树 脂 的 网 络 骨 架 大网格吸附剂结构与类型 按骨架极性： 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) 大网格吸附剂的主要特性描述 孔隙度：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 大网格吸附剂的物理性质 大网格聚合物的合成 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。 1. 选择洗脱剂原则 a. 洗脱剂应容易溶胀大网格吸附剂。 大孔吸附树脂的应用 抗生素分离纯化（再生容易、产品灰分少）：β-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，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 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 活性炭对物质的吸附规律 活性炭是非极性吸附剂，因此在水中吸附能力大于有机溶剂中的吸附能力。 针对不同的物质，活性炭的吸附遵循以下规律： （1）对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物