（20℃）
具有不同表面结构的离子 交换树脂
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(a) 普通型 (b)凝胶型 (c)大孔型 (d)膜状型 （e） 薄壳型
在吸附剂上的吸着与离子 交换机理
(a) 可塑物质对染料分子的吸着 (b) 多孔聚 合物吸着剂中的吸附 (c) 阳离子交换剂网 状结构中的离子交换
螯合型离子交换树脂功能基
功能基团
亚氨二乙酸
聚胺（含聚乙 烯亚胺） 磷酸
氨基磷酸 硫醇
二硫代氨基甲 酸 偕胺肟
葡萄糖胺
团及其选择性
基团结构式
选择性大小次序
－N(CH2COOH)2 －（NHCH2）n NH2
Hg2＋＞Cu2＋＞UO22＋＞Pb2＋＞Fe3＋＞Al3＋＞Cr3＋＞Ni2＋ ＞Zn3＋＞Ag＋＞Co2＋＞Cd2＋＞Fe2＋＞Mn2＋＞Ba2＋＞Ca2 ＋＞Sr2＋＞Mg2＋＞Na＋
4. 吸附剂对吸附物易脱附，有利于重复使用，寿命长。吸附剂的寿 命与所用离子交换树脂和沸石本身的机械强度有关，此外还与操 作条件，原料和解吸剂的性质有密切关系。操作压力、操作温度 、原料中的杂质、细菌对吸附剂表面的污染、原料或脱附剂对吸 附剂的溶胀，以及化学作用都会影响吸附剂的寿命。
脱附剂的选择
脱附剂也称清洗剂，在选取合适脱附剂时，不 仅要考虑其粘度的大小对流动性的影响、其是否会 与料液或吸附剂起化学反应、对料液的溶解度大小 等，同时还需满足以下两个基本条件：
80-700
－
A型沸石分子筛的性质和应用
分子筛规格 3A
阳离 子
K＋
分子筛笼孔结构的分子 式
K12[(AlO2)12(SiO2)12]
孔径 nm
0.29
典型应用实例 反应气体的干燥
4A
Na＋
Na12[(AlO2)12(SiO2)12]
0.38
水分子、CO2的去除；
空气分离
5A
Ca2＋
Ca5Na2[(AlO2)12(SiO2)12] 0.44
＞Au2＋＞Hg2＋＞Pt2＋＞Pd2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Zn2＋＞Cd2 ＋＞Ni2＋＞Co2＋＞Ag＋＞Mn2＋＞＞Ca2＋,Mn2＋,Na＋
－PO3H2
－NHCH2PO3H2 －SH ＞NCS2H －C(NOH)NH2
－N(CH2(CHOH)5H)CH3
Th4＋＞U4＋＞UO22＋＞Fe3＋＞Be2＋＞稀土类＞H＋＞Ag＋ ＞Cd2＋＞Zn2＋＞Cu2＋＞Ni2＋＞＞Co2＋＞Mn2＋＞Ca2＋＞ Na＋
吸附剂的选择原则
若对某一已知混合物体系需通过吸附分离来实现其产物的提取与 纯化、或物流的净化、或毒物的去除等目的，则一般要掌握以下 二个选择原则：
1. 有尽可能大的比表面积，以增大其吸附能力；
2. 对组分有足够的选择性，以提高被分离组分的分离程度。
3. 粒度均匀、适中，分离柱中流量就分布均匀。粒度小，表面积增 加，对分离有利，但填充床压力损失随之增大，操作压力增加， 从而增加了设备投资。
11
0.62 － 200-350
－
1.09
0.5-1.0 0.6-0.8
400-1500 1
200-700
－
0.9－1.1 400－550 －
沸石分子筛
极性-亲水
0.29-1.0
0.2-0.5
0.9－1.3 400-750
20-25
聚 合 物 吸 附 亲-疏水两性
4.0－25.0
0.4-0.55
－
剂
• 由溶质的分子官能基的极性大小而定，其 次序一般为: -CO2H ＞-OH＞NH-＞SH＞-CHO＞-C=O ＞-CO2R＞-OCH3＞-CH=CH-
• 对活性碳一类非极性固定相吸附剂，则次 序相反。
吸附特征及效率
优惠与非优惠吸附线
（a）优惠吸附 (b) 线性吸附 (c) 非优惠吸附 （d）S型吸附 优惠吸附等温线：溶液浓度增高，等温线的斜率减小，浓度波前沿中高浓度一端
1.其选择系数应尽可能接近于1，以便脱附剂和待脱 附组分之间进行可逆的吸附交换；
2.脱附剂易与被脱附组分分离。如沸点差异较大可用 简单蒸馏分开。
•常用的脱附剂有饱和碳氢化合物的已烷、庚烷、环 已烷；芳烃的苯、甲苯、卤化物的四氯化碳、二氯甲 烷、二氯甲烷；醇类的甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等。
极性溶质分子在极性固定相上的 冲洗次序
空气分离、线性烷
烃分离
10A
Ca2＋
Ca43[(AlO2)86(SiO2)86]
0.80
空气分离；硫醇去
除
13A
Na＋
Na86[(AlO2)86(SiO2)86]
0.83
空气分离；硫醇去
除
活性炭吸附空气中溶剂蒸气的 吸附平衡
1.-CCl 2. 醋酸乙酯 3.苯 4.乙醚 5.乙醇 6.氯甲烷 7.丙酮
Cu2＋＞Ca2＋＞Zn2＋≈Fe2＋＞Ni2＋＞Cd2＋＞Cr2＋ ＞Na2＋
Ag＋＞Cu2＋＞Pd2＋＞Cd2＋＞＞Zn2＋＞Ni2＋＞Fe3＋＞Ca2
＋
Hg＋, Au3＋,Ag＋, Cr6＋
Cu2＋,Ru2＋,Au2＋,Rh2＋,V2＋,Pb2＋,U2＋,Pt2,Fe3＋,Mo2＋,对 以上元素有较大选择性 Cu2＋＞Ni2＋＞Co2＋＞Zn2＋＞Mn2＋ 对BO32＋有特殊的吸附性
• 吸附剂有各种形状，如细粒、柱形、球形、薄片形或 粒度在50μm ～1.2cm 的粉末。吸附剂的平均孔径大致 在1.0～10.0 nm、空隙率在30～85％之间。
商用多孔吸附剂的基本特
吸附剂
表面特性
性
平均孔
空隙率
径 nm
εp
颗粒密度 g/cm3
表面积 m2/g
吸附水 蒸气
(wt)%
活性氧化铝
亲水，无定型
第8章
吸附、离子交换和色谱分离
—吸附、离子交换、色谱
吸附与离子交换的基本要素
吸附剂
• 大多数固体能吸附气体和液体，但没有选择性，只有 少量的物质具有选择性吸附能力。
• 对气体或液体混合物中某一组分具有选择性吸附并且 吸附能力较大的物质称为吸附剂。
• 吸附剂的一个重要特征:多孔结构，比表面很大，在 300 ～ 1200m2 之 间 。 根 据 国 际 纯 化 学 与 应 用 学 会 （ IUPAC）的孔大小的定义， 微孔小于2.0nm，介孔在 2.0～50.0nm，大孔则指大于50.0nm。
1.0-7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5
0.4－0.5
0.9－1.25 150－320 7
硅胶： 小孔
大孔
亲水、疏水、 无定型
2.2-2.6 10.0-15.0
活性碳：小 孔
大孔
碳分子筛
疏水、无定型 疏水
1.0-2.5 ＞3.0
0.2－2.0
0.4－0.5 0.5－0.71
0.4－0.6 －
0.35－0.41
0.8－1.3 650-850