树脂吸附原理

树脂吸附原理 一 1 大孔吸附树脂的吸附原理 5p A4X4Z3L 大孔吸附树脂是吸附性和分子筛性原理相结合的分子材料 吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结 果 分子筛性是由于其本身多孔性结构所决定的 O6I a 1 吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力 使其富集在吸附剂表面的过程 0F i3 2a 2 吸附过程通常包括 待分离料液与吸附剂混合 吸附质被吸附到吸附剂表面 料液流出 吸附质解吸 回收等四个过程 三 常见的吸附类型及其主要特点 P9v T T u N 1W Z 1 物理吸附 吸附作用力为分子间引力 无选择性 无需高活化能 吸附层可以是单层 也可以是多层 吸附和解吸附速度通常较快 中国植提论坛 植提网 k8n2r3 b N3 2 化学吸附 吸附作用力为化学键合力 需要高活化能 只能以单分子层吸附 选择性强 吸附和解吸 附速度较慢 2H x4 H4o o1Y U o 中国植物提取物论坛 q u 四 常用吸附剂种类中国植物提取物论坛 V H f D 吸附剂通常应具备以下特征 对被分离的物质具有较强的吸附能力 有较高的吸附选择性 机械强度高 再生容易 性能稳定 价格低廉 m S p u u Z5j 1 活性炭 是非极性吸附剂 因此在水中吸附能力大于有机溶剂中的吸附能力 i y5p1O z 针对不同的物质 活性炭的吸附规律遵循以下规律 1 对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物植提之家 植提空间 中国植提论坛 植提论坛 植提网 j0w 3 对相对分子量大的化合物的吸附力大于相对分子量小的化合物 o u B b8e 4 pH 值的影响 碱性 中性吸附 酸性洗脱 酸性 中性吸附 碱性洗脱 植提之家 植提空间 中国植提论坛 植提论坛 植提网 C6N g S4R Z 5 温度 未平衡前 随温度升高而增加 4m A1r S D X3P6k8S 2 大孔网状吸附剂 特点 脱色去臭效果理想 对有机物具有良好的选择性 物化性质稳定 机械强度好 吸附速度快 解吸 再生容易 但价格昂贵 吸附效果易受流速以及溶质浓度等因素的影响 中国植提论坛 植提网 0m J9o U r r D8w 大孔网状吸附树脂的种类 q o 0 非离子型共聚物 借助于范德华力从溶液中吸附各种有机物 其吸附能力与树脂的化学结构 物理性能以 及与溶质 溶剂的性质有关 通常遵循以下规律 5C 概念 当温度一定时 吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线 Langmuir 吸附等温线植提之家 植提空间 中国植提论坛 植提论坛 植提网 a4d l O1s I9K0z L qo 和 K 是经验常数 c 代表溶液中溶质浓度 蛋白质分离提纯时适合此吸附方程 五 影响吸附的主要因素 V R M3i n3 1 吸附剂的性质 比表面积 粒度大小 极性 2 吸附质的性质 对表面张力的影响 溶解度 极性 相对分子量 3 温度 吸附是放热过程 吸附质的稳定性5 K 5m N 4 溶液 pH 值 影响吸附质的解离 5 盐浓度 影响复杂 要视具体情况而定 六 亲和吸附 1 亲和吸附分离是利用溶质和吸附剂之间特殊的化学作用 从而实现分离 吸附剂由载体和配位体组成6DK q v P b 分离精度高 可用于分离含量极低 结构相近的化合物中国植物提取物论坛 9 w T7i5v K O c 但通用性较差 洗脱条件苛刻中国植物提取物论坛D u F6 L K e 3 强碱性阴离子交换树脂 活性基团为季铵基团 如三甲胺基或二甲基 羟基乙基胺基 4 弱碱性阴离子交换树脂 活性基团为伯胺或仲胺 碱性较弱 5 新型离子交换树脂 1 大孔离子交换树脂 大孔离子交换树脂具有和大孔吸附剂相同的骨架结构 在大孔吸附剂合成后 加入致孔剂 再引入化学 功能基团 便可得到大孔离子交换树脂 2 多糖基离子交换树脂植提之家 植提空间 中国植提论坛 植提论坛 植提网 m8d K1H L 固相载体为多糖类物质 亲水性强 交换空间大 对生物大分子物致变性作用 主要的多糖基离子交换树脂 i8 0j R0z j6E P i a 离子交换纤维素中国植提论坛 植提网 g G I W L l a i 树脂骨架为纤维素 根据活性基团的性质可分为阳离子交换纤维素和阴离子交换纤维素两类 特点 骨架松散 亲水性强 表面积大 交换容量大 吸附力弱 交换和洗脱条件温和 分辨率高 常用的离子交换纤维素有 甲基磺酸纤维素 羧甲基纤维素 CMC 二乙基氨基乙基纤维素 DEAE 8 8q6r A 6P e b 葡聚糖凝胶离子交换树脂中国植提论坛 植提网 w R0W x w S q 骨架为葡聚糖凝胶 如 sepharose sephadex 根据功能基团的不同 亦可分为阳离子交换和阴离子交换 树脂 命名方法 交换活性基团 骨架 原骨架编号 特点 除了具有离子交换功能以外 兼有分子筛的功能 提高了分离的效率 常用的葡聚糖凝胶离子交换树脂 植提之家 植提空间 中国植提论坛 植提论坛 植提网 G k4 r q a8 CM sephadex C 25 DEAE sephadex A 25 等 6 离子交换树脂的理化性能 1 外观 球形 浅色为宜 粒度大小为 16 60 目 90 中国植提论坛 植提网 l h C1W S m C9W7L 2 机械强度 90 3 含水量 0 3 0 7g g 树脂 中国植提论坛 植提网 G 0z W8f A 4 交换容量 重量交换容量 体积交换容量 工作交换容量或称表观交换容量 在某一条件下 5 稳定性 化学稳定性 热稳定性 6 膨胀度 交联度 活性基团的性质与数量 活性离子的性质 介质的性质和浓度 骨架结构 7 湿真密度 单位体积湿树脂的重量 8 孔度 孔径 比表面积中国植物提取物论坛 1G A0C1H v P9n T p A 自溶液中扩散到树脂表面 A 从树脂表面进入树脂内部的活性中心 A 与 RB 在活性中心上发生复分解 反应解吸附离子 B 自树脂内部扩散至树脂表面 B 离子从树脂表面扩散到溶液中交换速度的控制步骤是扩 散速度 不同的分离体系可能由内部扩散或外部扩散控制6d3 N v c9c S8d j U3DN1k3b m9U Z 3 温度 越高越快 4 离子化合价 化合价与高 交换越快 5 离子大小 越小越快植提之家 植提空间 中国植提论坛 植提论坛 植提网 8c c R8c4b 6 搅拌速度 在一定程度上 越大越快 7 溶液浓度 当交换速度为外扩散控制时 浓度越大 交换速度越快 5A1U i Q0n h L 9 离子交换的选择性中国植物提取物论坛 O c0o b m0 离子交换常数 交换势或交换系数 R A R B 表示结合在树脂上的 A 离子和 B 离子浓度 A S B S 表示溶液中 A 离子和 B 离子 10 影响离子交换选择性的因素 1 水合离子半径 半径越小 亲和力越大 2 离子化合价 高价离子易于被吸附 3 溶液 pH 影响交换基团和交换离子的解离程度 但不影响交换容量 中国植提论坛 植提网 f8Q X m6a6 4 离子强度 越低越好 5 有机溶剂 不利于吸附 中国植物提取物论坛 B 0 H8Z J 6 交联度 膨胀度 分子筛 交联度大 膨胀度小 筛分能力增大 交联度小 膨胀度大 吸附量减 少 7 树脂与粒子间的辅助力 除静电力以外 还有氢键和范德华力等辅助力 中国植提论坛 植提网 a m7x j b W8i 植提之家 植提空间 中国植提论坛 植提论坛 植提网 w3z U4b3Z E 11 离子交换操作方法 Z Z 9E A 1 树脂预处理 物理处理 水洗 过筛 去杂 以获得粒度均匀的树脂颗粒 xr3n2P2 c I6O7R 最后以去离子水或缓冲液平衡中国植物提取物论坛 8b x6A M 4 再生 是指是离子交换树脂重新具有交换能力的过程 U 6e l v 酸性阳离子树脂 酸 碱 酸 缓冲溶液淋洗 碱性阴离子树脂 碱 酸 碱 缓冲溶液淋洗 i w H K f s2Z 3m o 方式有 顺流再生和逆流再生 八 离子交换应用实例 离子交换法提取蛋白质 S A a c L1c7M L F5 s 1 蛋白质的结构特点 1 多肽链3a4 9B7l n4a8Q9l 2 电荷分布不均匀 3 疏水性8B6