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大孔吸附树脂
报告人:王阳
指导老师:高冷
目录
一、原理及特性
二、操作流程
三、前景及应用
四、致谢
一、原理及特性
大孔吸附树脂技术
以大孔吸附树脂为吸附剂,利用其对不同成分的选择性吸附和筛选作用,通过选用适宜的吸附和解吸条件借以分离、提纯某一或某一类有机化合物的技术。
该技术多用于工业废水的处理、维生素和抗生素的提纯、化学制品的脱色、医院临床化验和中草药化学成分的研究。它具有吸附快、吸附率高、吸附容量大、洗脱率高、树脂再生简便等优点。
大孔吸附树脂
它是一种具有大孔结构的有机高分子共聚体,是一类人工合成的有机高聚物吸附剂。因其具多孔性结构而具筛选性,又通过表面吸附、表面电性或形成氢键而具吸附性。一般球状颗粒状,粒度多为20-60目。大孔树脂有非极性(D101,LX-60,LX-60)弱极性(AB-8,LX-21,XDA-6)、极性(LX-38/LX-17)之分。大孔吸附树脂理化性稳定,一般不溶于酸碱及有机溶液,在水和有机溶剂中可以吸收溶剂而膨胀。
吸附原理
根据类似物吸附类似物的原则,一般非极性树脂宜于从极性溶剂中吸附非极性有机物质,相反强极性树脂宜于从非极性溶剂中吸附极性溶剂,而中等极性树脂,不但能从非水介质中吸附极性物质,也能从极性溶液中吸附非极性物质。
大孔树脂-分离原理
大孔吸附树脂为吸附性和筛选性原理相结合的分离材料。大孔吸附树脂的吸附实质为一种物质高度分散或表面分子受作用力不均等而产生的表面吸附现象,这种吸附性能是由于范德华引力或生成氢键的结果。同时由于大孔吸附树脂的多孔结构使其对分子大小不同的物质具有筛选作用。通过上诉这种吸附和筛选的原理,有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小,在大孔吸附树脂上经一定溶剂洗脱而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的。
吸附树脂的表面发生吸附作用后,会使树脂表面上溶质的浓度高于溶剂内溶质的浓度,其结果引起体系内放热和自由能的下降,一般来说,吸附分为物理吸附和化学吸附两大类。
吸附树脂对有机物分子的吸附机制分类
物理吸附众所周知,分子在固体内部与两相界面上所处的环境不同,任何固体内部的分子在其周围所受到的作用力是相等的,但在表面上却不同,分子在向外的一面没有受到包围而存在着剩余力,由于剩余力的存在导致固体表面存在表面张力和表面能。但固体表面的分子或原子是不能自由移动的,所以只能靠降低固体表面的界面张力的办法来降低表面能,这就是树脂表面能够产生吸附作用的根本原因。这种吸附作用也叫范德华吸附,其特点是能够从极性溶剂中吸附非极性、弱极性、中极性的物质,从而达到与强极性物质、无机物或水溶性
较大的离子性化合物分离的目的。但这种吸附作用的选择性较差,所得产物的纯度往往不是很高。
氢键吸附氢键为偶极-偶极作用力(范德华)之一,氢原子与电负性较强、原子半径很小、负电荷比较集中的F、O、N等原子相连时,由于此类原子的吸电能力较强,使氢原子带有部分正电荷,与F、O、N等原子的孤对电子产生静电吸引,组成一种弱的化学键——氢键,氢键具有方向性,因此是一种选择性的吸附方式。如含酚羟基、羰基、酰胺基的树脂可分别与酯类、伯、仲胺类和
多酚类化合物形成氢键,从而使其与其它物质分离。氢键的生成与破坏一般在常温下即可完成,由于键合力不是很强,仍然能够容易地用有机溶剂洗脱,是一类较有前途的分离方法。
亲合化学吸附此类分离是基于吸附树脂与小分子之间的化学作用,吸附质与树脂的官能团形成了化学键,形成更加牢固的吸附,具有显著的选择性。
筛分吸附作用这是吸附分离技术的新发展,它结合了吸附树脂和无机分子筛的特点。我们知道,无机分子筛具有良好的筛分作用,但对有机物的吸附能力很差;吸附树