制药分离工程吸附
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活性炭
活性炭对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合 物,对大分子化合物的吸附力大于小分子化合物。 利用吸附性的差别,可将水溶性芳香族物质与脂 肪族物质分开,单糖与多糖分开,氨基酸与多肽 分开。
回收气体中的有机气体,脱除废水中的有机物,脱 除水溶液中的色素。
一般用稀盐酸、乙醇、水洗净,在80℃干燥后即可 用。
主要用于气体和液体的干燥、溶液的脱水。
活性氧化铝 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
活3性)氧活化性铝氧表化面铝上A具l2有O3官·n能H2团O、,碱这性些极官性能吸团附为极剂性。 分子的吸附提供了活性中心。比表面积约为200~ 500 m2/g , 对 水 分 有 很 强 的 吸 附 能 力 , 可 脱 至 <1*10-6。
用于废水中的有机物处理、天然产物和生物 化学品的分离与精制和溶液脱色。
树 脂 结 构
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大
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孔
树
脂
吸
A
D
附
S-
银
15 树
杏
脂
叶
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3.吸附剂的性能
1)密度
填充密度B(体积密度) 是指单位填充体积的
对于分离生物碱类的分离较为理想。但碱性氧 化铝不宜用于醛、酮、酯、内酯等类型的化合物分 离。不宜用于酸性成分分离
用于气体的干燥和液体的脱水,如芳烃等化工 产品的脱水;空气、氢气、氯气、氯化氢和二氧化 硫等气体的干燥。
分子筛 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
4)分子筛 沸石分子筛-沸石,强极性的吸附剂。 它是一种硅铝酸金属盐的晶体,对极性分子有很 大的亲和能力,比表面积可达750 m2/g,具有很 强的选择性。
硅胶 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
2)硅胶 SiO2·nH2O、亲水性的酸性极性吸附 剂,由H2SiO3溶液经过缩合、除盐、脱水等处理 制得。比表面积达800 m2/g。
硅胶有球型、无定形、加工成型和粉末状四种。 硅胶的吸附力随吸着的水分增加而降低。若含 水量超过17%,吸附力极弱不能用作为吸附剂。 对不饱和烃、甲醇、水分等有明显的选择性。 硅胶的活化,当硅胶加热至100~110℃时,硅 胶表面因氢键所吸附的水分即能被除去。
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9.1 吸附分离adsorption seperation
9.1.1分离原理与分类
1.吸附原理
吸附过程 :当流体与多孔固体接触时,流动相中的一 种或多种溶质向多孔固体颗粒表面选择性被吸附和 积累的过程。逆过程——解吸过程
吸附操作:用多孔固体有选择地吸附流体中的一 个或几个组分,从而使混合物分离的操作方法。它 是分离和纯化气体和液体混合物的重要单元操作之 一。
1.工业吸附剂满足要求
1)具有较大的比表面 吸附容量大; 150~1500 m2/g
2)选择性高 吸附剂对不同的吸附质具有不 同的吸附能力(吸附量或吸附速率),其差异愈显 著,分离效果愈好;
3)具有一定的机械强度, 抗磨损; 4)有良好的物理及化学稳定性 耐热和耐腐蚀; 5)容易再生;6)易得,价廉。
3)吸附是自发过程,吸附时放出热量。
4) 溶质和吸附剂间的吸附平衡关系通常是非线 性关系。
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2.吸附的分类
1)物理吸附(范德华吸附): 吸附质和吸附剂以分子间作用力为主的吸附。 物理吸附分离在原理上有四种类型: 选择性吸附 、分子筛效应 、微孔的扩散和微 孔中的凝聚 。
2.工业用吸附剂 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
• 天然的吸附剂 如硅藻土、白土、天然沸石等。
• 人工制作的吸附剂 活性炭、活性氧化铝、硅胶、分子筛、有机树脂
吸附剂等。
1)活性炭 -非极性吸附剂。具有很高的比表面 积,活性炭表面上的官能团较少,对烃类及衍生物 的吸附能力强。化学稳定性好,抗酸耐碱,热稳性 高,再生容易。活性炭的作为吸附剂,在水溶液中 最强,在有机溶剂中则较低弱。故水的洗脱能力最 弱,而有机溶剂则较强。
2)化学吸附:吸附质和吸附剂分子间的化学 键作用力所引起的吸附。其结合力大,放热量与 化学反应热数量级相当,过程往往不可逆。化学 吸附在催化中起重要作用,分离过程中较少使用。
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物理吸附与化学吸附的比较
3.三类吸附过程 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
1)变温吸附。吸附通常在室温下进行,而解吸在 直接或间接加热吸附剂的条件下完成,利用温度 的变化实现吸附和解吸再生循环操作。
工业上常用沸石有3A、10X、13X和ZSM5型。
用于石油馏分的分离、各种气体和液体的干燥, 如分离二甲苯,空气中分离氧气。
M m /2 [m2 O A 3•n l S 2]• ilO H 2 O
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分子筛结构图
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吸附树脂
5)吸附树脂 具有网状结构的高分子聚合物, 常用的有聚苯乙烯树脂和聚丙烯酸树脂。吸附树 脂有强极性、弱极性、非极性、中极性4大类。
2)气体或溶液的脱臭、脱色及有机溶剂蒸气的回收。 3)气体中痕量物质的吸附分离,如纯氮、纯氧的制取。 4)分离某些精馏难以分离的物系,如烷烃、烯烃、芳香
烃馏分的分离。
5)废气和废水的处理。
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4.吸附应用
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9.1.2吸附剂及其特性
吸附质和吸附剂(adsorbate - adsorbent):
在固体表面被吸附的组分称吸附质,多孔固体称 为吸附剂,具有很大比表面积的多孔结构。
吸附法特点 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
1)从稀溶液中分离出溶质,由于受固体吸附剂 的限制,处理能力较小;
2)操作条件温和,对溶质的作用较小,适用于 热敏性物质的分离,如蛋白质分离;
2)变压吸附。在较高压力下选择性吸附气体混合 物中的某些组分,然后降低压力使吸附剂解吸, 利用压力的变化完成循环操作。
3)变浓度吸附。液体混合物中的某些组分在环境 条件下选择性的吸附,然后用少量强吸附性液体 解吸再生。
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4.吸附应用
1)气体或液体的脱水及深度干燥。