（应用化学专业论文）溶剂浮选法在天然产物成分分析和氨基酸分离富集中的应用.pdf

ii11 i | i l ll li ii iii i i iii i iu i 北京化工大学位论文原创性声明1 y 1810 3 8 3 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本 论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北 京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在上年解密后适用 本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授 权书。 作者签名：芒陋 导师签名：董邀荣 日期：幽叠兰型璺 广1 日期：a 帕7 辱g 砑于曰 1 | 学位论文数据集 中图分类号 0 6 5 2 学科分类号 1 5 0 5 5 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 0 7 0 1 5 5 密级公开 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名毕鹏禹学号 2 0 0 5 0 6 0 15 5 获学位专业名称应用化学 获学位专业代码 0 8 1 7 0 4 课题来源 自筹研究方向分析化学 论文题目溶剂浮选法在天然产物成分分析和氨基酸分离富集中的应用 关键词 溶剂浮选；分离富集；天然产物：气浮络合萃取；氨基酸 论文答辩日期 2 0 0 7 5 2 5论文类型 基础研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称t 作单位学科专长 指导教师董慧茹教授北京化上大学分析化学 评阅入l柯以侃教授北京化i 丁大学分析化学 评阅人2严宝珍教授北京化工大学分析化学 评阅人3 评阅人4 评阅人5 答辩委员猫张敬畅教授北京化： 大学物理化学 答辩委员1张敬畅教授北京化工大学物理化学 答辩委员2柯以侃教授北京化【大学分析化学 答辩委员3严宝珍教授北京化_ 工人学分析化学 答辩委员4张丽娟 副教授 北京化工大学分析化学 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询。 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 9 ) 学科分类与代码中查询。 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 t - ， 北京化工大学硕士论文 溶剂浮选法在天然产物成分分析 和氨基酸分离富集中的应用 摘要 溶剂浮选法是s e b b a 于1 9 6 2 年提出的。在溶剂浮选的过程中，水中 具有表面活性的待分离组分吸附在水中形成的微小气泡的表面，随着气泡 的上升而被带入浮选柱的顶部，溶于与水不相混溶的有机溶剂中，或者是 悬浮于两相界面之间。它是一种具有分离与富集同时完成的新型浮选分离 技术，与传统的溶剂萃取技术相比，具有有机溶剂用量少、样品处理量大、 耗时短等优点，在环境分析、水处理、天然产物分离等领域引起了许多国 家科技工作者的重视。 本文采用溶剂浮选法，首次实现了其在两个新领域中的应用：( 1 ) 溶 剂浮选一高效液相色谱法( s s 一 玎阻c ) 测定天然产物中有效成分；( 2 ) 气浮络合萃取( f c e ) 分离富集氨基酸。 在第一部分的研究中，采用溶剂浮选法对葛根中葛根素、大豆苷和大 豆苷元进行分离富集，并用高效液相色谱法对这三种有效成分进行定量分 析。在溶剂浮选条件优化实验中，分别考察了浮选溶剂、试液p h 、通气 流速、浮选时间及离子强度调节剂n a c i 等因素对溶剂浮选过程的影响； 在高效液相色谱的条件实验中，考察了不同比例流动相的等度洗脱和梯度 洗脱。应用本文所建立的溶剂浮选一高效液相色谱法，实现了对不同产地 葛根中葛根素、大豆苷和大豆苷元的有效测定。其中，葛根素的定量限为 北京化工大学硕士论文 2 8 5n g m l 、大豆苷的定量限为3 1 8n g m l 、大豆苷元的定量限为2 8 5 l n g m l 。 在第二部分的研究中，结合溶剂浮选和络合萃取，首次提出了气浮络 合萃取( f l o a t a t i o nc o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n ) 的概念，应用该方法实现了 对模型化合物l 苯丙氨酸的分离富集。在气浮络合萃取过程中，研究了 溶液p h 、萃取溶剂、电解质n a c l 浓度、有机相中p 2 0 4 含量、通气流速 和气浮时间等因素对分配系数的影响，确定了最佳分离条件。在分离富集 的基础上，对l 苯丙氨酸进行反萃取，通过紫外和红外光谱分析确认了 分离产物的结构。此外，还对气浮络合萃取机制进行了初步探讨。 关键词：溶剂浮选；分离富集；天然产物；气浮络合萃取；氨基酸 i i 、 北京化工大学硕士论文 a p p l i c a t i o no fs o i e n ts u b l a t i o n i na n a l y s i s0 fn a t u r a lp r o d u c t & s e p a r a t i o na n dc o n c e n t r a t i o no fa m i n oa c i d a b s t r a c t s o l v e n ts u b l a t i o nw a so r i g i n a l l yi n t r o d u c e db ys e b b a i nt h ep r o c e s so f s o l v e n ts u b l a t i o n ，t h eh y d r o p h o b i cc o m p o u n d sa r el e v i t a t e do nb u b b l es u r f a c e t ot h et o po fa n a q u e o u sc o l u m nw h e r et 1 1 e ye n c o u n t e ras o l v e n tl a y e rt ow h i c h t h em a t e r i a li st r a n s f e r r e da st h eb u b b l e sm o v e t h r o u g ht h es o l v e n tl a y e r w i t h i t sm a n ya d v a n t a g e s ，s u c ha ss i m u l t a n e o u ss e p a r a t i o na n dc o n c e n t r a t i o n ，l i t t l e o r g a n i cs o l v e n tu s e dc o m p a r e dw i t hs o l v e n te x t r a c t i o na n dl a r g ew a t e rs a m p l e c a nb et r e a t e di ns h o r tt i m e ，s o l v e n ts u b l a t i o na t t r a c t sm u c ha t t e n t i o ni nt h e f i e l d so fe n v i r o n m e n t a la n a l y s i s ，w a s t e w a t e rt r e a t m e n ta n de x t r a c t i o no fa c t i v e c o n s t i t u e n t si nn a t u r a lp r o d u c t s i nt h i sp a p e r , s o l v e n ts u b l a t i o nw a ss u c c e s s f u l l ya p p l i e di nt w of i e l d s ：( 1 ) d e t e r m i n a t i o na c t i v e c o m p o n e n t so fn a t u r a lp r o d u c tb ys o l v e n ts u b l a t i o n f o l l o w e db yh i g hp e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h y ；( 2 ) s e p a r a t i o na n d c o n c e n t r a t i o no fa m i n oa c i db yf l o t a t i o nc o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n i nt h es e c t i o n o n e ，p u e r a r i a ，d a i d z i na n dd a i d z e i ni np u e r a r i a ew e r e i l i 北京化工大学硕士论文 s e p a r a t e da n dc o n c e n t r a t e db ys o l v e n ts u b l a t i o n ，a n de f f e c t i v e l yd e t e r m i n a t e d b yh p l c t h ep a r a m e t e r so fs o l v e n ts u b l a t i o n ，s u c ha sg a sf l o wr a t e ，p h ， s u b l a t i o nt i m e ，e l e c t r o l y t e ( n a c i ) e t c o nt h es u b l a t i o n e f f i c i e n c yw e r e i n v e s t i g a t e di nd e t a i l s t h eo p t i m a lc o n d i t i o n so fs o l v e n ts u b l a t i o nw e r ea l s o o b t a i n e d i nt h ee x p e r i m e n t so fh p l c ，t h eg r a d i e n te l u t i o na n di s o m e t r i c e l u t i o no fd i f f e r e n tr a t i ow e r ec o m p a r e d t h el i m i t so fq u a n t i t a t i o n ( l o q s ) w e r e2 8 5n g m lf o rp u e r a r i n ，3 18n g m lf o rd a i d z i na n d2 8 51 n g m lf o r d a i d z e i n i nt h es e c t i o nt w o ，a c c o r d i n gt ot h ea d v a n t a g eo fs o l v e n ts u b l a t i o na n d c o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n ，t h ef l o t a t i o nc o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n ( f c e ) w a s p r o p o s e d ，a n d t h et e c h n i q u e w a su s e dt o s e p a r a t e a n dc o n c e n t r a t e l p h e n y l a l a n i n ef r o ma q u e o u sp h a s e t h ee f f e c to fp h ，e x t r a c t i o ns o l v e n t ， e l e c t r o l y t e ，c o n c e n t r a t i o no fp 2 0 4i no r g a n i cp h a s e ，a i rf l o wr a t ea n df l o t a t i o n t i m ew e r e i n v e s t i g a t e d i nd e t a i l u n d e rt h e o p t i m a lc o n d i t i o n s ，t h e l p h e n y l a l a n i n ew a ss e p a r a t e da n dc o n c e n t r a t e df r o ma q u e o u sp h a s e ，a n dt h e p r o d u c tw a sc h a r a c t e r i z e db yu va n df t i r m o r e o v e r ，t h em e c h a n i s mo f f l o t a t i o nc o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o nw a s p r i m a r i l yd i s c u s s e d k e yw o r d s ：s o l v e n ts u b l a t i o n ；s e p a r a t i o na n dc o n c e n t r a t i o n ；n a t u r a l p r o d u c t ；f l o t a t i o nc o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n ；a m i n oa c i d 北京化工大学硕士论文 目录 第一章文献综述1 1 1 引言1 1 2 浮选方法的分类l 1 2 1泡沫浮选l 1 2 2 溶剂浮选2 1 3 溶剂浮选概述2 1 3 1 溶剂浮选的本质2 1 3 2 溶剂浮选的特点及应用2 1 3 3 溶剂浮选装置4 1 3 4 溶剂浮选的影响参数5 1 3 5 溶剂浮选的理论研究7 1 3 6 溶剂浮选的数学模型8 1 3 7 溶剂浮选的发展方向8 1 4 本实验室在溶剂浮选的相关研究中取得的进展。1 0 1 4 1 应用拓展l o 1 4 2 理论细化11 1 4 3 操作规范l1 1 5 本课题的研究目的和意义1 2 1 6 本课题研究的总体思路1 3 第二章溶剂浮选h p l c 法测定葛根中葛根素、大豆苷和大豆苷元1 4 2 1 实验部分15 2 1 1 仪器与试剂l5 2 1 2 实验方法15 2 2 溶剂浮选条件的优化16 2 2 1 吸收曲线1 6 2 2 2 浮选溶剂的选择l8 2 2 3 p h 的影响1 9 2 2 4 通气流速的影响19 v 北京化工大学硕士论文 2 2 5 浮选时间的选择2l 2 2 6 电解质n a c l 的影响2 l 2 3 溶剂浮选法与溶剂萃取法的比较2 1 2 4 h p l c 测定条件的优化2 2 2 4 1 流动相组成与比例的选择2 2 2 4 2 梯度洗脱与等度洗脱的比较2 5 2 5 样品分析2 7 2 5 1 工作曲线及定量限2 8 2 5 2 方法的精密度和准确度3 0 2 6 d 、结3 l 第三章气浮络合萃取分离富集l 苯丙氨酸的研究3 2 3 1实验部分3 2 3 1 1 仪器与试剂3 2 3 1 2 实验方法：3 3 3 2 气浮络合萃取条件的优化3 3 3 2 1 溶剂和p h 对气浮络合萃取的影响3 3 3 2 2电解质对气浮络合萃取的影响3 4 3 2 3p 2 0 4 浓度对气浮络合萃取的影响3 5 3 2 4 通气流速和通气时间对气浮络合萃取的影响3 7 3 3 反萃取及产物表征3 8 3 4 气浮络合萃取机制初探4 0 3 4 1 气浮络合萃取的传质方式4 0 3 4 2l 苯丙氨酸的气浮络合萃取机制4 0 3 5 小结4 2 第四章结论4 4 4 1 本课题所得结论4 4 4 1 1 溶剂浮选h p l c 法测定葛根中葛根素、大豆苷和大豆苷元4 4 4 1 2 气浮络合萃取分离富集l 苯丙氨酸的研究4 4 4 2 本课题的难点4 5 4 3 本课题的创新点4 5 参考文献。4 7 北京化工大学硕士论文 致j 射5 3 学术论文的发表情况5 4 作者简介5 7 v l i 北京化工大学硕士论文 c o n t e n t s c h a p t e r 1r e f e r e n c er e v i e w 1 1 1i n t r o d u c t i o n 1 1 2 c l a s s i f yo fs o l v e n ts u b l a t i o n 1 1 2 1 f o a m i n g f l o t a t i o n 1 1 2 2s o l v e n ts u b l a t i o n 2 1 3 s u m m a r yo f s o l v e n ts u b l a t i o n 2 1 3 1 h y p o s t a s i s 2 1 3 2c h a r a c t e r i s t i ca n da p p l i c a t i o n 2 1 3 3 a p p a r a t u s 4 1 3 4i n f l u e n c ep a r a m e t e r s 5 1 3 5t h e o r e t i c a lr e s e a r c h 7 1 3 6m a t h e m a t i c sm o d e l 8 1 3 7t r e n d s 。8 1 4a c h i e v e m e n to f s o l v e n ts u b l a t i o ni no u rl a b o r a t o r y 1 0 1 4 1 a p p l i c a t i o ne x p a n d e d n e s “1 0 1 4 2 p a r t i c u l a r i t yo ft h e o r y 一1 1 1 4 3 c a n o n i c a lo p e r a t i o n 。11 1 5r e s e a r c hp u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c e 1 2 1 6g e n e r a lr e s e a r c hi d e a 1 3 c h a p t e r2 d e t e r m i n a t i o no fp u e r a r i n ，d a i d z i na n dd a i d z e i ni n p u e r a r i n eb ys o l v e n ts u b l a t i o n h p l c 1 4 2 1 e x p e r i m e n t a l 15 2 1 1 a p p a r a t u sa n dr e a g e n t s ”1 5 2 1 2 e x p e r i m e n t a lm e m o d 1 5 2 2 o p t i m i z a t i o no f s o l v e n ts u b l a t i o n 1 6 2 2 1 a b s o r p t i o n c u r v e 1 6 2 2 2e f f e c to fs u b l a t i o ns o l v e n t 18 2 2 3e f f e c to fp h 1 9 v l l l 北京化工大学硕士论文 2 2 4e f i e c to fa i rf l o wr a t e 1 9 2 2 5e f f e c to fs u b l a t i o nt i m e 2 1 2 2 6e f f e c to fe l e c t r o l y t en a c l 21 2 3 c o m p a r i s o nb e t w e e ns o l v e n ts u b l a t i o na n d s o l v e n te x t a c t i o n 2 1 2 4 o p t i m i z a t i o no f h p l c ：! ：1 2 4 i m o b i l ep h a s ea n dp h a s er a t i o 2 2 2 4 2 c o m p a r i s o nb e t w e e ng r a d i e n te l u t i o na n di s o m e t r i ce l u t i o n 2 5 2 5 a n a l y s i so fr e a ls a m p l e s ：1 7 2 5 1 w o r k i n g c u r v ea n dl o q 2 8 2 5 2 a c c u r a c ya n dp r e c i s i o n 3 0 2 6 s u m m a r y 3i c h a p t e r3s t u d y o ns e p a r a t i o na n dc o n c e n t r a t i o no fl - p h e n y l a l a n i n e b yf l o t a t i o nc o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n ( f c e ) 3 2 3 1 e x p e r i m e n t a l 3 2 ：；1 1 a p p a r a t u sa n dr e a g e n t s 3 2 3 1 2 e x p e r i m e n t a lm e t h o d 3 3 3 2 o p t i m i z a t i o no f f c e 3 3 3 2 1e f f e c to fo r g a n i cs o l v e n ta n dp h 3 3 3 2 2 e f f e c to fe l e c t r o l y t en a c l 3 4 3 2 3e f f e c to fc o n c e n t r a t i o no fp 2 0 4 3 5 3 2 4e 仃c c to fa i rf l o wr a t ea n df l o t a t i o nt i m e 3 7 3 3b a c k e x t r a c t i o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no fp r o d u c t 3 8 3 4 m e c h a n i s mo ff c e 4 0 3 4 1m a s st r a n s f e rm o d eo ff c e 4 0 3 4 2f c em e c h a n i s mo f l p h e n y l a l a n i n e 4 0 3 5 s u m m a r y 4 2 c h a p t e r4 c o n c l u s i o n 4 4 4 1c o n c l u s i o n z l 4 4 1 1d e t e r m i n a t i o no fp u e r a r i n ，d a i d z i na n dd a i d z e i ni np u e r a r i n eb y s o l v e n ts u b l a t i o n h p l c 4 4 4 i 2 s t u d yo ns e p a r a t i o na n dc o n c e n t r a t i o no fl p h e n y l a l a n i n eb yf l o t a t i o n i x 北京化工大学硕士论文 c o m p l e x a t i o ne x t r a c t i o n ( f c e ) 4 4 4 2 d i f f i c u l t y 4 5 4 3 i n n o v a t i o n 4 5 r e f e r e n c e s 4 7 a c k n o w l e d g e m e n t 5 3 p a p e rp u b l i c a t i o n 5 4 a u t h o ri n t r o d u c t i o n 5 7 x 北京化工大学硕士论文 第一章文献综述 1 1引言 浮选技术是利用气泡的作用使溶液中有表面活性的成分或能与表面活性剂结合 的非表面活性的成分聚集在“气液”界面与母液分离的方法【1 3 1 。该技术较早用于选 矿工业1 4 ，目前已成为选矿工业中的常规方法之一。1 9 3 2 年，浮选技术被t a l m u d 等 引入化学领域，用该法清除蔗糖溶液中的杂质以精制蔗糖。o s t w a l d 和其学生对浮选 技术做过一些研究，他们用该法使溶液中的两种物质分离。f e i g l 5 】在其专著中称这一 方法为泡沫分析。l a n g m u i r 等人虽于1 9 3 7 年提出浮选法有可能用于溶液中离子的富 集，但未引起人们的注意。王夔于1 9 5 2 年首先将其介绍到我国，认为该法能很好地 改进分析方法，但未引起人们的广泛注意。直到1 9 5 9 年s e b b a 明确提出“离子浮选 技术”可用于分析化学中分离富集各种离子后，该法才有较快的发展，许多专著和评 述相继问世，这些论著对浮选分离的理论、应用、仪器设备及具体方法等均有阐述。 1 9 6 2 年s e b b a l 6 j 首次将溶剂浮选法作为一种离子浮选技术的改进而提出来。它是一种 将分离与富集同时完成的新型浮选分离技术，引起了许多国家科技工作者的重视。7 0 年代中期，美国、苏联和日本开始研究开发浮选技术在分析化学领域的应用，出现了 很多关于浮选技术的书籍和报道。8 0 年代后，浮选技术得到了进一步发展，被浮选的 物质不再局限于少数的几种金属离子，离子浮选、泡沫浮选和溶剂浮选无论在技术方 面还是理论方面都日趋完善与成熟。浮选技术已被列入美国十大化工新技术之一。 1 2 浮选方法的分类 分析中应用的浮选方法，就是在一定条件下，把溶液中的离子、分子或络合物从 溶液中富集到水相表面，以达到分离目的。常用的有泡沫浮选和溶剂浮选两种方法。 1 2 1 泡沫浮选 向试液中通入气体( 空气或氮气) ，试液中表面活性物质吸附于气一液界面，随 气泡上升而被带到溶液表面，从而达到分离的目的。一种物质能否吸附于气一液界面， 主要取决于其表面性质，实际操作中，经常采用加入表面活性剂等手段改变预分离组 分的表面活性。泡沫浮选在分析中常以沉淀浮选和离子浮选的方式进行。 沉淀浮选法是b a a r s o n l 7 】等人于1 9 6 3 年提出的。沉淀浮选法是利用待测元素与加 入的试剂生成沉淀或被吸附在胶体沉淀上而被浮选。 离子浮选法是s e b b a 于1 9 5 9 年提出的。离子浮选是利用表面活性物质在气一液 界面的聚集以及和非表面活性物质的结合，由于表面活性剂分子内的非极性端与溶液 中的水分子之间的相互作用力小于水分子本身间的作用力，所以它有离开水面而聚集 北京化工大学硕士论文 在气一液界面( 吸附在气泡表面) 的趋势【8 】。它在气泡表面是定向排列的，分子内的 非极性端朝向气泡，而带电荷的极性端朝向水液，所以能与试液中被分离的非表面活 性物质( 即待测离子) 由物理的( 如静电引力) 或化学的( 如络合) 作用而结合，从 而带动一起随着气泡上浮至液面，达到分离目的。 1 2 2 溶剂浮选 溶剂浮选法是s e b b a 【6 】于1 9 6 2 年提出的。从操作过程来看，溶剂浮选可分为震 荡浮选和通气浮选两种【9 j 。 通气浮选是将一层有机溶剂加在待浮选的试液表面，此溶剂除了能很好地溶解被 捕集成分外，还应具有挥发性低，与水不混溶，比水的密度小等特性。当某种惰性气 体通过试液，借助微细气体分散器发泡，形成扩展的气一液界面，待测元素与捕收剂 形成的疏水的中性螯合物或离子缔合物便吸附于气一液界面，随气泡上升，并溶入有 机层形成真溶液，而后用比色法或其他方法测定有机相中被捕集的成分。 振荡浮选与普通萃取操作相同，十分方便。在一定条件下，待测元素与某些有机 络合剂形成疏水的沉淀，疏水的沉淀附着在气一液界面，随着气泡的上浮进入并溶解 在有机溶剂中，将溶解有目标物的有机溶剂取出定容，即可用光度法或其他方法对其 进行检测。 本文的研究对象是通气溶剂浮选，下文简称溶剂浮选。 1 3 溶剂浮选概述 1 3 1 溶剂浮选的本质 溶剂浮选( s o l v e n ts u b l a t i o n ，简称s s ) 分离技术是这样一种分离方法【l o 】：水中 具有表面活性的待分离组分( 或外加表面活性剂作为捕收剂使待分离组分具有表面活 性) 吸附在水中形成的微小气泡的表面，随着气泡的上升而被带入浮选柱的顶部，溶 于与水不相混溶的有机溶剂中，或者是悬浮于两相界面之间。溶剂浮选法最早由 s e b b a 6 l 作为一种离子浮选技术的改进而提出来的。它是一种具有分离与富集同时完 成的新型浮选分离技术，引起了许多国家科技工作者的重视。7 0 年代末，小迁奎也【l l 】 首先将溶剂浮选技术与吸光光度法结合起来，建立了溶剂浮选光度法，受到了分析工 作者的广泛关注，成为至今常用的分析方法。 1 3 2 溶剂浮选的特点及应用 s e b b a l 6 1 在离子浮选专著中对溶剂浮选的优点作了简单的描述，k a r g e r 1 2 】曾较为 全面地归纳了溶剂浮选分离技术的优点。溶剂浮选法与溶剂萃取法，虽有某些类似之 处，但比萃取法更有效，其突出优点3 】为： ( 1 ) 溶剂浮选由于不涉及萃取的分配比问题，所以比溶剂萃取的分离量大，选择 性好，灵敏度高，分离效果好，可测定n g m l 级的痕量组分，回收率在9 0 以上， 摩尔吸光系数一般可达1 0 5 数量级。 2 北京化工大学硕士论文 ( 2 ) 活性物质被上升气泡带入上层与水不混溶的有机溶剂层里，而不会使水相与 有机相混合，从而使该分离过程比其它浮选技术有可能具有更好的选择性。另一方面 因为仅仅是水相中的小部分与有机相接触，溶剂浮选不存在萃取的乳化问题。这两种 方法的主要差别是：溶剂萃取中控制萃取程度的热力学参数，从两相达到平衡状态时 得到，而溶剂浮选中平衡状态不是建立在整个体相中，在气体流速保持足够低时，水 相一有机相的两相界面保持静止，平衡仅仅建立在两相界面上，因此溶剂浮选过程有 可能不受平衡常数的限制。 ( 3 ) 溶剂萃取过程中由于搅拌或摇晃，使两相混合而易形成乳浊液( 特别是在萃 取表面活性剂时) ，而溶剂浮选过程由于没有相混合过程而几乎没有乳浊液出现。 ( 4 ) 在溶剂浮选中有机溶剂在水相的溶解损失较溶剂萃取小，这是由溶剂在水相 的非平衡溶解所致。 ( 5 ) 由于试液表面层的有机溶剂有消泡作用，可使浮选加速，对泡沫层不稳定的 情况尤为适用。 ( 6 ) 富集倍数大，应用范围广，可用于海水、河水、湖水、自来水和工业污水以 及环境分析试样痕量组分的分离和测定，也可用于高纯金属中微量杂质的富集和分 析，试样浓度为n g m l 时更能发挥其作用，这使该技术在痕量分析方面有很大的潜力。 ( 7 ) 设备简单，操作方便，能快速地处理大量试样溶液，样品量一般为0 5 2l ， 可以连续化和自动化，这更是溶剂萃取所望尘莫及的。 溶剂浮选法与沉淀浮选和离子浮选相比，具有一个突出的优点就是可以直接对有 机相进行分析，另外由于有机溶剂有消泡作用，可使浮选加速，对泡沫层不稳定的情 况尤为适用。在离子浮选法中，必须通过除泡措施才能得到富集物，而溶剂浮选法能 够将浮选物直接带入有机相中，从而便于下一步的分析检测。溶剂浮选在理论上与实 践上都有优于溶剂萃取之处。溶剂萃取的效率由平衡常数决定，并且与有机相和水相 的体积比有关。而溶剂浮选的效率则与相体积比关系不大，浮选效率理论上可以达到 1 0 0 。溶剂萃取法中易形成乳浊液，而溶剂浮选法中由于水一有机相界面基本静止， 不会出现乳浊液，可以连续处理大量样品，但是该过程需严格控制好通气流速。 因其上述诸多优点，溶剂浮选法在环境分析1 4 也1 1 、污水处理【2 2 - 2 4 1 、天然产物有效 成分的提取口工2 6 】等领域得到广泛关注及普遍应用。 c g a 和c l a 技术可与溶剂浮选技术联用，它在分离方面已有应用【2 7 】。z h a n g 2 8 】等 利用c g a 法( 用溴代十六烷基三甲铵制备c g a ) 从水中连续浮选去除疏水性有机染 料。 近二十年来，溶剂浮选法在痕量金属元素、非金属元素的分离富集及有机污染物 的去除方面有诸多成果【2 9 拼l 发表。8 0 年代发展了溶剂浮选光度法，这是一种有效的 分离富集及测定痕量金属离子的方法。选择适当的螯合剂与待测离子形成疏水的中性 螯合物或金属络离子与染料形成复杂结构的离子缔合物而具有浮选性能，从而将溶剂 北京化工大学硕士论文 浮选与光度分析结合起来。9 0 年代以后，则着重于有机污染物去除的研究。 中草药有效成分的提取纯化是整个中药提取的关键所在【6 5 1 。为了寻求高效的中草 药提取工艺，中国的研究工作者在传统的提取工艺( 如索氏提取、回流、机械震荡浸 取等) 嘲，6 7 】的优化及新技术开发方面做了不少努力并取得了显著成果，如甘草、灵芝、 槐花等的高效率提取【6 8 7 0 1 以及超临界流体萃取【7 l 7 2 1 、超声提取、微波萃取 7 3 4 1 、固 相萃取、酶工程等新技术在中药生产中的成功应用。本实验室首次应用溶剂浮选技术， 实现了天然产物中有效成分的分离富集【2 5 2 6 j ，为相关研究提供了一条崭新的思路。 1 3 3 溶剂浮选装置 图1 - 1 溶剂浮选装置图 1 溶剂浮选器；2 转子流量计：3 缓冲瓶；4 气体洗瓶：5 气体钢瓶 f i g 1 - 1i n s t r u m e n tp i c t u r eo fs o l v e n ts u b l a t i o n 1 s