化工分离技术份.doc

化工分离技术一、填空（每空2分，共32分）1. 氧化铝分为(碱性)，中性，(酸性)三种。通常使用的氧化铝是(碱性)氧化铝。2. 选择薄层色谱条件要正确地将化合物的极性、 吸附剂 的活度及展开剂的极性配合起来3. 薄板层的制备中，铺层可分为（干法）和（湿法）两种。一般采用（湿法）铺层。4. 溶质在色谱柱（纸或板）中的移动可以用阻滞因数或 洗脱体积 来表征。5. 色谱分离时，用来分离 极性 不同的两种物质的溶剂叫做展开剂。6. 气体膜分离过程的关键是（膜材料）。7. 气体膜分离技术的特点是：分离操作无 相变化 ，不用加入 分离剂 ， 是一种节能的气体分离方法。8. 膜分离技术的核心是 分离膜9. 多数膜分离过程在（常温）下进行。10. 当内相是（水）溶液，膜相是（有机）溶液时，称为油包水型液滴。11. 当内相为（有机）溶液，膜相为(水溶液)时，称为水包油型液滴。12. 离子交换膜是电渗析器的关键部件，对离子交换膜应具备一定的条件，其中 选择透过性 是衡量膜性能的主要指标。13. 反渗透是利用反渗透膜 选择性 地只透过 溶剂 的性质，对溶液施加压力克服溶剂的渗透压，使溶剂从溶液中分离出来的单元操作。14. 为使电极反应向一个方向进行，电极电位必须偏离(平衡电位)，两者之差称为(过电位)。15. 电极反应（达到平衡）时的电位称为平衡电极电位。1. 分离的形式主要有两种：一种是(组分离)；另一种是（单一分离）分离。2. 测定回收率的方法，通常采用（标准加入油）和(标准样品油)。3. 溶液结晶按饱和形成的方式不同可分为：（不移除溶剂的结晶法）和移除部分溶剂的结晶法两大类。4. 溶质浓度超过该条件下的（溶解度）时，该溶液称为过饱和溶液。5. 在给定（温度）条件下，与一种特定溶质（达到平衡）的溶液称为该物质的饱和溶液。6. 晶核是过饱和溶液中初始生成的（微小颗粒），是晶体成长过程必不可少的（核心）。7. 晶体的生成过程包括（晶核的形成）和（晶体的成长）两个阶段。8. 胶团萃取是被萃取物以（胶团）或（胶体）形式从水相被萃取到有机相的溶剂萃取方法。9. 胶团可以分为（正向）微胶团和(反向)微胶团。1. 膜分离是借助一特殊制造的、具有选择透过性能的（薄膜），在某种推动力的作用下，利用流体中各组分对膜的（渗透速率）的差别而实现组分分离的单元操作。2. 反渗透是利用反渗透膜（选择性）地只透过（溶剂）的性质，对溶液施加压力克服溶剂的渗透压，使溶剂从溶液中分离出来的单元操作。3. 超滤的操作方式可分为（重过滤）和（错流过滤）两大类。12. 超滤错流操作的工艺流程可分为（间歇式）和（连续式）。13. 电渗析技术是利用（离子交换膜）的（选择过性）而达到分离的目的，它是电渗析的关键部件。4. 电极电位是（电极）与（电解质）溶液之间的电位差。5. 气体膜分离是指在（压力差）为推动力的作用下，利用气体混合物中各组分在气体分离膜中（渗透速率）的不同而使各组分分离的过程。气体膜分离过程的关键是膜材料。6. 液膜萃取法是一种以具有选择透过性的（液态膜）为分离介质，以（浓度差）为推动力的液体混合物的膜分离操作。1. 色谱分离法具有（高效）、灵敏、准确等特点，特别适用于少量和（微量）物质的处理。2. 在一定的色谱系统中，各种物质有不同的阻滞因数或（洗脱容积）。吸附力较弱的组分易被流动相解吸下来，移动距离较远，有（较高）的Rf值；吸附力较强的组分解吸较慢，移动距离短，所以Rf值较低。3. 薄层色谱常用TLC表示。它是一种微量、（快速）、简单的色谱法。4. 薄板层的制备中，铺层可分为（干法）和（湿法）两种。5. 柱色谱中，为了使一定数量的样品能达到良好分离，还应正确选择（柱对）和（吸附剂用量）。6. 柱色谱中，尺寸小的色谱柱可以节省分离时间和减少（溶剂消耗）。7. 硅胶适用于分离（酸性）和（中性）物质。8. 化合物的吸附性和它们的极性成（正比），化合物分子含有极性较大的基团时吸附性也（较强）。9. 柱色谱中，色谱层的展开首先使用（极性最小）的溶剂做洗脱剂，使最容易（脱附）的组分分离，然后逐渐增加溶剂的极性。1. 离子交换剂具有一定的空间（网状结构），在与水溶液接触时，就与溶液中的（离子）进行交换，即其中可交换离子由溶液中的（同性离子）取代。2. 化学吸附是由于吸附剂与（吸附物）之间的电子转移，发生（化学反应 ）而产生的，属于（库仑力）。3. 活性粘土（主要成分是硅藻土），在温度为（80-120）下，经（20-40）的硫酸处理后，称为酸性白土或漂白土。4. 纳滤膜为多孔性的，其平均孔径为（2mm），具有良好的（热稳定性），pH值稳定性和对（有机溶剂）的稳定性。5. 纳米膜过滤是介于反渗透与超滤之间的一种以（压力）为推动力的新型膜分离过程，它能截留透过超滤膜的（小分子），透析被反渗透所截留的（无机盐）。6. 纳米膜在渗透过程中截留率大于（95）的最小分子约为（1nm），故被命名为“纳滤膜”。1. 一般要求实用的离子交换膜的选择透过度大于(85%),反离子迁移数大于(90%)，并希望在高浓度的电解液中，膜仍具有较好的选择透过性。2. . 反渗透是以（压力差）为推动力的膜分离技术。3. . 油包水型液滴用于分离（水溶液）4. . 水包油型液滴用于分离（有机溶液）5. 超滤是以（压力差）为推动力的膜分离技术。6. 液膜分离所用的膜为（液膜）。7. 活性炭适合分离（水溶性物质）。8氧化铝适用于（ B 亲脂性物质 ）的分离制备。9制备色谱法为了制取纯物质，进样容积一般是（ D 0.110.0mL ）。10 薄层色谱中，薄层板制备时，氧化铝板在（200）时活化。11. 吸附色谱一般采用含水量为（10%-12%）的硅胶12薄层色谱中，点样时用管口平整、内径小于（ C 1mm ）的毛细管吸取样品溶液。13. 薄层色谱中，展开过程中，当展开剂前沿上升到距薄层（1cm）处时，取出薄层板，用铅笔划出展开剂上升前沿的位置，晒干后即可显色。14（ C 硅胶）为多孔性无定形或球形颗粒，是液相色谱应用最多的固定相填料。15柱色谱中，色谱层的展开首先使用（ A 极性最小）的溶剂做洗脱剂，使最容易脱附的组分分离。16柱色谱的洗脱剂可以通过薄层色谱选择，一般使被分离组分的Rf值不大于（ D 0.3 ）且各组分有明显分离趋势。17. 洗脱体积是指将溶质从柱中洗出时所通过的（ D ）体积。A 溶剂 B 固定相 C溶液 D 流动相18. 大孔吸附树脂的吸附性是由于（ B 范德华引力）或产生氢键的结果。19. 大孔吸附树脂具有良好的网状结构和很大的（比表面积），是吸附和分子筛分离原理相结合的分离材料。20. 常用柱色谱硅胶在（ D 100400目）之间有多种规格可供选择。21. 气相色谱简称GC，是指用气体作为（ C 流动相 ）的色谱法。22. 化学吸附是由于吸附剂与吸附物之间的电子转移，发生化学反应而产生的，属于（ A 库仑力）。23微滤所用的膜为：（ D 多孔膜 ）。24纳米膜在渗透过程中截留率大于95的最小分子约为（ A 1nm ），故被命名为“纳滤膜”。25. 薄层色谱中，薄板层制备时，硅胶板在约（ C 110 ）左右活化。26 活性粘土在温度为80110下，经（ A 2040 ）的硫酸处理后，称为酸性白土或漂白土。27. 气相色谱的进样时间，一般认为其小于或等于色谱峰宽的（ C 1/3 ）时，对峰宽没有明显的影响。1. （ A ）是工业中常采用的结晶过程。A溶液结晶2. 溶剂萃取分离法是利用不同物质在互不相溶的两相间的（ C）的差异，使目标物质与基体物质相互分离的方法。C分配系数3. 以（B ）作流动相，直接从固体（粉末）或液体样品中萃取目标物质的分离方法称为超临界流体萃取（简称SFE）。B超临界流体4. 单一分离包括（ ABD ）。 A多组分相互分离 B特定组分分离D部分分离5. 分离的形式主要有两种：一种是组分离，另一种是（ B ）分离。B单一分离6. 微胶囊制备方法分为（ ACD ）几种方法。A相分离法 C物理机械法 D聚合反应法7. 按分离物质的性质分类，分离方法分为（ ACD ）几大类。A 物理分离法C物理化学分离法 D化学分离法8. 蒸发分离过程的分离原理，是利用（A ）的不同而进行分离的。A 物质沸点9. 蒸馏分离过程的分离原理，是利用（ B ）的不同而进行分离的。B 相对挥发度10.萃取分离过程的分离原理，是利用（ D ）的不同而进行分离的。D溶解度1. 多数膜分离过程在（D ）下进行。D 常温2. 膜分离过程一般不发生（ C ），属于速率分离过程。C 相变3. 膜分离技术的核心是（ B ）。B分离膜4. 反渗透是以（A ）为推动力的膜分离技术。A 压力差5. 渗析是以（ C ）为推动力的膜分离技术。C 电位差6. 超滤所用的膜为（ B ）。B非对称性膜7. 电渗析所用的膜为（ C ）。C 离子交换膜8. 超滤的操作方式常采用（ D ）操作。D 错流9. 防止极化现象的有效方法是控制电渗析器在（ A ）以下操作。A极限电流10. 离子交换膜是电渗析器的关键部件，对离子交换膜应具备一定的条件，其中（ B ）是衡量膜性能的主要指标。B 选择透过性1. 溶质在色谱柱（纸或板）中的移动可以用阻滞因数或（C）来表征。C洗脱体积2. 阻滞因数Rf 是指色谱系统中（ C）的移动速率和流动相（即Kd0的物质）的移动速率之比。 C溶质3. 洗脱体积是指将溶质从柱中洗出时所通过的（D）体积。D 流动相4. 薄层色谱法是以适宜的（B）均匀涂布于平面载体上，点样，然后以合适的溶剂展开，达到分离、鉴定和定量的目的。B 固定相5. （C） 选择是薄层色谱能否达到理想分离的关键。C展开剂6. 薄层色谱中，理想的分离是指所有组分区带的值在（B）之间，清晰集中并达到最佳分离度。B 0.20.87. 薄层色谱中，点样时将样品用低沸点溶剂配成（C）的溶液。C 1%5%8.柱色谱中， 吸附剂的质量通常应是被分离样品质量的（A）倍。A 25309. 柱色谱中，所用色谱柱径高比（直径与高度之比）应大约为（B）。B 1：1010. 柱色谱中，色谱层的展开首先使用（A）的溶剂做洗脱剂，使最容易脱附的组分分离。A 极性最小1. 物理吸附是以（C）相互吸引的。C 分子力2. 工业上常用的吸附剂的比表面积约为（C）m2/g。C 30012003. 氧化铝的水合物（以三水合物为主）最适宜的活化温度为（B）。B 2505004. 分子筛的孔径为（C）nm。C 0.31.05. 分子筛的比表面积为（D）m3/g。D 60010006. 离子交换剂是一种带有可交换（A）的不溶性固体。A 离子7. 移动床离子交换设备树脂用量少，只为固定床的（B）。 B 15%化工分离技术8. 工业上常用的吸附剂有（ABCDE）。A酸性白土 B活性炭 C活性氧化铝 D硅胶 E分子筛9. 离子交换剂分为（BC）两大类。B无机质 C有机质10.据酸性基团或碱性基团强弱的不同，离子交换树脂分为（ABCD）。A强酸性的 B弱酸性的 C强碱性的 D弱碱性的三、多项选择题（4个小题，每题2分，共8分）1. 单一分离包括：（ ABD ）。A多组分相互分离B特定组分分离C族分离D部分分离E组分离2. 按分离原理，分离方法分为：（ BCE ）几大类。A物理化学分离法B机械分离C传质分离D化学分离法E反应分离3.溶剂萃取新技术有哪几种？ABCA液相微萃取B微波辅助溶剂萃取C加速溶剂萃取D胶团萃取E反胶团萃取4.影响反胶团萃取的主要因素有哪些？ABCDA表面活性剂的种类B表面活性剂的浓度C水相pH值D离子强度E温度1. 按照聚合物膜的结构与作用特点，可将膜分为：（ABCDE ）。A致密膜B微孔膜C非对称膜D复合膜E离子交换膜2. 反渗透过程常见的工艺流程有：（ BCD ）A二级一段连续式B一级一段连续式C一级一段循环式D一级多段连续式E一级多段循环式3. 影响超滤渗透通量的因素有：（ ACDE ）。A操作压力B流量C料液流速D温度E截留液浓度4. 无机膜包括：（ AC ）。A陶瓷膜B橡胶态膜C玻璃膜D金属膜E分子筛膜1. 根据分离机理，色谱分离法可以分为：（ABCD）。A吸附色谱法B分配色谱法C离子交换色谱法D凝胶色谱法E纸色谱法2. 薄层分配色谱的支持剂为：（ BCD）。A氧化铝B硅胶C纤维素D硅藻土E碳酸钙3. 根据固定相的形状，色谱分离法可以分为：（ABCDE）。A柱色谱法B纸色谱法C薄层（板）色谱法D凝胶色谱法E旋转薄层色谱法4. 常用的通用型薄层色谱显色剂有：（ABCD）。A硫酸B0.05%高锰酸钾溶液C酸性重铬酸钾试剂D5%磷钼酸乙醇溶液E盐酸5. 气相色谱的进样量与（ABE）因素有关。A色谱柱的分离能力B选择性C非极性D极性E组分分离时间1. 通常将大孔吸附树脂分为（ABCDE）几类。A非极性B弱极性C中等极性D极性E强极性2. 工业上常用的吸附剂有（ABCDE）。A酸性白土B活性炭C活性氧化铝D硅胶E分子筛3. 根据酸性基团或碱性基团强弱的不同，离子交换树脂分为：（ABCD）。A强酸性的B弱酸性的C强碱性的D弱碱性的E中性的4. 新型生物分离工艺主要有哪些？ABCA纳米膜过滤技术B泡沫分离技术C色层分离技术D离子交换分离技术E吸附分离技术四、问答题（4个小题，每题6分，共24分）1. 分离技术的特点。1分离对象物质种类繁多2分离的目的各不相同3分离规模差别很大4分离技术形形色色5应用领域极为广泛2. 分离的目的是什么？1分析操作的样品前处理2确认目标物质的结构3获取单一物质或某类物质已作他用4除掉有害或有毒物质3. 晶体生长过程的影响因素？过饱和度的影响1冷却（蒸发）速度的影响2晶种的影响3杂质的影响4搅拌的影响4. 简述超临界流体萃取的应用。1. 中药有效成分的提取2天然香料的提取3食品功能成分的提取4环境样品的前处理1. 简述超滤技术的应用。1回收电泳漆废水中的涂料2纺织工业废水的处理3矿泉水制造4山楂加工5制药工业中出热源的应用6酶制剂的生产2. 简述电渗析的优点。能量消耗少不发生相变，只用电能来迁移水中已解离的离子。电渗析器主要由渗析器，离子交换膜he直流正负电极组成，设备结构简单操作方便。离子交换膜不需要像离子交换树脂那样失效后大量酸碱再生，可连续使用。3. 简述电渗析过程的影响因素。电极反应和电极反应 极化现象 离子交换膜的选择透过度4. 简述电渗析技术的应用。咸水脱盐制淡水 海水浓缩制造食盐 纯净水的生产 在食品工业中的应 处理工业废水1. 简述色谱分离法的基本原理利用混合物各组分在某一物质中的吸附和溶解性能的不同或其他亲和作用的差异使混合物的溶液经该物质时进行反复的吸附或分配等作用而将各组分分开。2. 色谱柱中固定液的选择，应具备哪些条件？（1）在操作温度下不分解不与样品发生化学反应（2）操作温度下为液体但几乎不挥发（3）对不同组分有良好的分离能力（4）粘度=铯固点低在载体表面能均匀分布3. 简述柱色谱中溶剂选择的依据。1）溶剂要求较纯2）容积不与吸附剂反应3）溶剂极性比样品极性小4）溶剂对样品的溶解度不应太长5）如果样品在极性低的溶剂中溶解度很小，则可加入少量极性较大溶剂溶解以使溶液体积不致太大。4. 简述气相色谱操作中应注意什么？试样用量要适当，式样多则柱的负载过重，得到的峰形很差，一般可用2.5L试样进行试验。将温度保持在组分中最高沸点之上，以免物质沉淀在检测器而损坏检测器检测器加热时，要有惰性气体流过，以免这些金属丝在含氧的气氛中烧毁。1. 简述工业吸附过程包括的步骤。工业吸附过程包括两个步骤1将流体与吸附剂接触，吸附质被吸附剂吸附后与其他流体分开此过程为吸附操作；2吸附质从吸附剂上解吸出来，使吸附剂得到再生。若吸附剂不需再生，则此步骤为吸附剂的更新。2. 简述什么是离子交换平衡？离子交换过程是离子交换计中的反离子与溶液中的溶质离子进行交换，而这种离子交换为一按化学计量比进行的可逆化学反应过程。当正反应速度和逆反应速度相等时，溶液中各种离子的速度就不再变化而达到平衡既离子交换平衡。3. 生物分离的一般步骤。大多数生物技术分为四个步骤；1发酵液的预处理与液固分离，目的是出去不容物；2初步纯化，目的是提取产物；3高度纯化，目的是精制产物；4应产物的最终用途和要求进行成品加工。4. 变压吸附操作的优点。不需要加热和冷却设备，只需改变操作压力即可吸附脱附。其循环周期短，吸附剂利用率高，设计体积小，操作范围广，气体处理量最大，分离后可获得较高纯度的产品。五、论述题（2个小题，每题8分，共16分）1. 论述影响溶剂萃取的因素。萃取剂浓度的影响 酸度的影响 金属离子浓度的影响 盐试剂的影响 温度的影响 萃取剂和稀释剂的影响 第三相的影响2. 论述影响双水相萃取体系的因素 。高聚物的分子量和浓度: 盐类 Ph值 温度 低分子化合物 双水相体系的形成化工分离技术1. 论述影响气体膜分离渗透通量与分离系数的因素。（1）压力：气体膜分离的推动力为膜两侧的压力差，压力增大气体中各组分的渗透通量也随之升高。但实际压差受能耗，膜强度，设备制造费用等条件的限制，需要综合考虑才能确定。（2）膜的厚度膜的致密性层的厚度减小，渗透通量增大。减小膜厚度的方法是采用复合膜，此种膜是在非对称膜表面加一层超薄的致密活性层，降低可密性层的厚度，是渗透通量提高。（3）膜材料气体分离用膜多采用高分子材料制成，气体通过高分子膜的渗透程度取决于高分子是“橡胶态”还是“玻璃态”。橡胶态聚合物具有高度的链迁移性和对透过物溶解的快速响应性。橡胶态膜比玻璃态膜渗透性能好，而玻璃态膜的选择性较好。气体分离用高分子膜的选定通常是在选择性与渗透性之间取“折中”的方法，这样既可提高渗透通量又可增大分离系数。（4）温度温度对气体在高分子膜中的溶解度与扩散系数均有影响。一般来说温度升高，溶解度减小，