《分离科学》教学大纲

1、分离科学教学大纲济南大学化学化工学院2011年 5月修订分离科学Separation Science课程编码：2306249学分：2.04.0课程类别：专业基础课计划学时：4080其中讲课：2448实验或实践：1632适用专业： 应用化学、化学、材料化学、生物技术等专业推荐教材： 罗川南、李慧芝等编著， 分离科学基础 ，科学出版社， 2012 年。参考书目： 陈欢林编著， 新型分离技术基础 ，化学工业出版社， 2010 年。刘家棋编著，分离过程与技术 ，天津大学出版社， 2001 年。吕一波、康文泽编著， 分离技术，中国矿业大学出版社， 2000 年。耿信笃著，现代分离科学理论导引 ，高等教育

2、出版社， 2001 年。蒋维均、余立新 编著，新型传质分离技术 （第二版） ,化学工业出版社， 2005 年。刘家棋编著，分离过程与技术 ，天津大学出版社。 2001 年武汉大学主编 ,分析化学第五版，高等教育出版社。2006 年田亚平 等编，生化分离技术 ，化学工业出版社， 2006 年。张雪荣 主编，药物分离与纯化技术 ，化学工业出版社， 2005 年王湛编著，膜分离技术基础化学工业出版社， 2000 年。课程的教学目的与任务本课程为应用化学、化学、生物技术等相关专业学生的专业必修课程。自然界的许多物质，大多 数是以混合状态存在。它们往往需要加以分离或提纯，才能为人们合理利用。分离科学是研

3、究物质分 离、富集和提取的一门科学。随着社会的进步，分离科学与技术得到了快速发展，现已广泛应用于化 学、石油、冶金、食品、生化、医药、电子、原子能、教学和科研等部门，成为经济建设不可缺少的 重要技术科学之一， 是自然科学工作者必须掌握的关键技术手段。 本课程的开设旨在拓宽学生的知识 面，使学生掌握常规分离方法和常用分离方法，了解新的分离方法。课程的基本要求本课程对常规的分离科学与技术作一详尽的介绍，力求既符合我国实际，又适当反映现代分离科 学与技术的水平。本课程采取常规分离和新发展分离方法相结合的办法，分析化学中的分离和工业中 分离方法相结合，并以分析化学中分离方法为主导，将定性和定量的方法融

4、为一体进行讨论。同时进 行一定的实验教学。要求学生在完成课堂学习的同时，尽可能多地查阅相关资料，积极参加课堂讨论。 本课程是一门实践性较强的学科，要重视理论联系实际。开设理论课程的同时，还开设实验课程。 要求学生掌握各种分离方法的基本原理，学会数据处理的基本方法。课程采取师生互动教学方式，某些章节安排课程讨论、小组讲授或课下自学等学习方式，旨在提高学生关注度和学习兴趣。各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）第一章： 绪论建议学时：12 教学目的与要求 了解分离科学所包含的内容，分离方法的分类、发展历史、现状、发展趋势；理 解分离和富集的含义。掌握分离方法的评价指标，了解分离方法的

5、选择及本课程 的要求。 教学重点与难点 分离方法的评价。 授 课 方 法 以课堂讲授为主，引导学生课外查阅图书资料、写读书报告、课堂讨论为辅。 授 课 内 容第一节 概述一、分离过程 二、分离方法的分类三、分离方法的发展第二节 分离和富集一、分离和富集二、常见的分离和富集三、分离富集中应注意的问题第三节 分离方法的评价一、分离方法的评价、分离方法的选择第二章： 沉淀分离法建议学时： 2 4 教学目的与要求 掌握沉淀分离法的基本原理并会运用沉淀分离法进行分离。 学习运用以前所学的 知识，解决新问题。 教学重点与难点 有机沉淀剂分离法、硫化物沉淀分离法。 授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和

6、课后自学等方法为辅。 授 课 内 容第一节 沉淀生成的条件一、溶度积和溶度积规则二、溶度积和溶解度的关系三、影响沉淀溶解度的主要因素四、沉淀的生成第二节 无机沉淀剂分离法一、氢氧化物沉淀分离法二、硫化物沉淀分离法三、其它盐类沉淀四、分步沉淀 第三节 有机沉淀剂分离法一、形成螯合物的沉淀剂二、形成缔合物的沉淀剂三、形成三元配合物的沉淀剂 第四节 共沉淀富集分离法一、无机共沉淀剂二、有机共沉淀剂第三章：溶剂萃取法建议学时：48 教学目的与要求 掌握溶剂萃取技术的基本概念和基本原理。 教学重点与难点 萃取过程的本质和萃取分离的基本参数。 授 课 方 法 以课堂讲授为主，引导学生课外查阅图书资料、写课

7、程论文、课堂讨论和课后自 学等方法为辅。 授 课 内 容第一节 概述一、基本概念二、溶剂溶解度的相似原理三、各类溶剂的互溶规律四、特点第二节 萃取分离法的基本原理一、萃取过程的本质二、萃取分离的基本参数三、萃取体系的分类第三节 形成螯合物的萃取体系一、萃取平衡二、萃取条件第四节 形成离子缔合物的萃取体系第五节 提高萃取率及选择性的方法一、提高螯合物萃取的萃取率及选择性的方法二、提高离子缔合物萃取率及选择性的方法第六节 萃取分离法的应用 第七节 现代萃取分离技术一、双水相萃取分离二、胶团萃取分离三、超临界流体萃取分离*第四章 固相萃取分离法建议学时：24 教学目的与要求 了解固相萃取技术的出现和

8、发展以及应用领域；掌握固相萃取的原理、优点、主 要模式和操作过程；认识固相萃取的仪器、装置等。了解固相微萃取技术的发展 和应用领域；掌握固相微萃取的原理、萃取步骤、影响因素；认识固相微萃取的 优点、装置和联用的仪器等； 教学重点与难点 根据实际样品的具体情况选择正确的固相萃取模式和操作过程；根据实际样品的 具体情况选择合适的固相微萃取纤维和建立高效的萃取分析方法。 授 课 方 法 以课堂讲授为主，引导学生课外查阅图书资料、写课程论文、课堂讨论和课后自 学为辅等方法。 授 课 内 容第一节 固相萃取分离技术一、固相萃取分离技术的简介 二、固相萃取的装置 三、固相萃取的原理 四、固相 萃取的优点

9、五、固相萃取的主要模式 六、固相萃取的操作步骤 七、固相萃取的应用 八、固相萃取的仪器第二节 固相微萃取分离技术一、概述二、SPME 的原理三、SPME 装置、萃取步骤和方法四、SPME 的影响因素五、SPME 的优点六、SPME 与分析仪器的联用技术七、SPME 的应用八、SPME 的发展前景第五章：离子交换分离法建议学时： 46 教学目的与要求 了解离子交换分离法的特点及发展史；掌握离子交换树脂的结构性能和作用；掌 握离子交换树脂的种类； 掌握离子交换分离技术的基本原理； 掌握离子交换基本 操作技术，了解离子交换分离技术的实际应用。 教学重点与难点 离子交换基本操作技术；道南理论和离子交换

10、平衡；离子交换树脂的结构性能、 作用和种类 授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课后自学等方法为辅等方法。 授 课 内 容第一节 概述一、离子交换分离法二、特点三、发展史第二节 离子交换剂一、离子交换树脂的结构、作用和性能二、离子交换树脂的种类三、离子交换树脂的名称、牌号及命名第三节 离子交换分离法的基本原理一、道南理论二、离子交换的亲和力三、离子交换平衡四、离子交换反应动力学第四节 离子交换分离法的基本操作技术一、离子交换树脂的选择二、离子交换树脂的预处理三、离子交换装置第五节 应用*第六章 泡沫吸附分离法建议学时：24 教学目的与要求 了解泡沫吸附分离法的分类及其特点； 搞清物理吸附

11、与化学吸附的区别； 了 解表面活性剂的结构特点及其在泡沫吸附分离中的作用； 了解浮选药剂的结 构与性能。 教学重点与难点 泡沫吸附分离法的原理及其特点；离子浮选；溶剂浮选。 授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课后自学等方法为辅。 授 课 内 容 第一节 概 述一、泡沫浮选分离定义二、泡沫浮选分离发展史三、泡沫浮选法的特点四、表面活性剂结构特点和分类第二节 泡沫吸附分离法的分类及原理一、泡沫浮选分离法的分类二、泡沫浮选分离法的基本原理第三节 泡沫浮选分离流程设置与操作第四节 泡沫浮选分离特点及应用第五节 湿法冶金中的矿石浮选第六节 浮选药剂第七节 浮选分离在分析化学中的应用第七章 气相色

12、谱分离法建议学时：46 教学目的与要求 色谱法的发展过程，色谱法的定义、优缺点和分类。掌握色谱分析的基本原理；了解塔板理论和速率理论，理解色谱分离的本质；掌握色谱常用术语和参数，各参数间的换算；掌握色谱定性分析的方法；掌握色谱定量分析的方法。了解气相色谱仪主要部件的基本工作原理；掌握气相色谱仪系统的主要构成及其作用，气 相色谱常用检测器和所适用的检测对象。 教学重点与难点 色谱计算题中关于分离度、柱效、柱长等的准确计算；内标法中对内标物的具体要求； 归一化法中各种校正因子的定义和正确使用； 根据分析物选用合适的气相 色谱填充柱。 授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课后自学等方法为辅。

13、授 课 内 容第一节 色谱法概述一、色谱法的出现二、色谱法的发展三、色谱法的定义四、色谱法的优点和缺点五、色谱法的分类六、色谱法发挥的作用第二节 色谱法的原理一、色谱分离的本质二、色谱分离的塔板理论三、色谱速率理论四、色谱常用术语和参数第三节 色谱定性与定量分析一、利用纯物质定性的方法二、利用文献保留值定性三、与其他分析仪器联用的定性方法四、峰面积的测量五、定量校正因子六、常用的色谱定量方法第四节 填充柱气相色谱法一、气液色谱用载体二、气液色谱用固定液三、气液色谱条件的选择四、气固色谱第五节 毛细管柱气相色谱法一、毛细管气相色谱的发展历史二、毛细管柱的类型三、毛细管气相色谱与填充柱气相色谱的比

14、较四、毛细管气相色谱柱的涂渍五、毛细管气相色谱柱的评价六、大内径厚液膜毛细管气相色谱柱七、气固色谱毛细管柱八、程序升温气相色谱法第六节 气相色谱仪器一、概述二、气路系统三、进样系统进样装置和汽化室四、气相色谱检测器五、常用气相色谱检测器六、分离系统色谱柱七、温度控制系统第八章 液相色谱分离法建议学时：35 教学目的与要求 了解高效液相色谱的发展历史、优点和组成。掌握高效液相色谱的分类；掌握反 相、正相、离子色谱等各类色谱的含义、分离机理、固定相、流动相组成等；掌握各类型色谱模式所应用 的分析对象。 教学重点与难点 根据分析对象选择正确的高效液相色谱模式。正确选择液相色谱柱和流动相。 授 课 方

15、 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课后自学等方法为辅。 授 课 内 容第一节 高效液相色谱概述一、高效液相色谱的出现二、高效液相色谱的组成三、高效液相色谱柱四、比较其它色谱法的比较第二节 高效液相色谱的分类一、高效液相色谱的分类，二、反相色谱的含义，三、反相色谱的分离机理，四、反相色谱 柱和流动相，五、 反相色谱的应用，六、正相色谱的概念，七、正相色谱的固定相，八、 正相色谱的流动相，九、正相色谱的分离机理，十、正相色谱的应用，十一、正相色谱与反 相色谱的比较，十二、 离子色谱，十三、离子对色谱，十四、体积排阻色谱，十五、疏水 作用色谱，十六、胶束液相色谱，十七、亲和色谱第三节 色谱柱和流动相一

16、、 色谱柱填料， 二、硅胶色谱柱填料的优势， 三、硅胶色谱柱填料的残余硅羟基效应， 四、 反相色谱柱填料保留性能随温度的变化，五、提高硅胶基质反相色谱填料的色谱性能，六、 高效液相色谱键合固定相的类型，七、键合固定相的性质，八、色谱柱的参数，九、液相色 谱流动相，十、高效液相色谱方法的选择，十一、色谱条件的影响第四节 超高效液相色谱和制备色谱一、超高效液相色谱二、制备色谱第五节 液相色谱仪器*第九章 平面色谱分离法建议学时：24 教学目的与要求 纸色谱的基本原理，定性分析的依据比移值 Rf ，以及它的影响因素。薄层色谱的基本原理，薄层色谱的固定相和流动相，薄层板的制备方法。 教学重点与难点 纸

17、色谱的具体操作方法， 以及根据实际样品选择合适的纸色谱条件。 薄层色谱的具体实验方法，以及根据实际样品选择合适的薄层板和展开剂。 授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论、专题报告和课后自学等方法为辅。 授 课 内 容第一节 纸色谱分离法一、概述二、基本原理三、纸色谱示意图四、比移值 Rf五、操作技术六、应用第二节 薄层色谱分离法一、 概述二、基本原理三、比移值 Rf四、薄层色谱的固定相和流动相五、薄层板的制备六、薄层色谱的实验方法七、薄层色谱的应用第十章 膜分离法建议学时： 4 5 教学目的与要求 了解膜离法的特点及发展史；了解膜的分类和膜的材料；掌握反渗透分离技术、 超过滤分离技术和微孔过

18、滤技术的分离原理； 掌握液膜分离技术的基本原理； 了解固膜液膜分离的装置和操作技术，了解膜分离技术的实际应用。 教学重点与难点 各种固膜分离和液膜分离技术的原理；乳状液膜中溶质的传质方式； 授 课 方 法 以课堂讲授为主，课堂讨论和课后自学等方法为辅。 授 课 内 容第一节 引 言 一、膜分离技术的定义 二、膜分离技术的发展简史三、膜的定义四、膜的分类五、膜分离技术分类六、膜分离过程和膜的材料七、特点第二节 反渗透分离技术一、概述 二、渗透、渗透压及反渗透三、反渗透膜分离机理四、反渗透膜五、反渗透膜的主要特性参数六、反渗透膜分离装置七、反渗透的应用第三节 超过滤分离技术 一、超过滤分离技术 二

19、、超过滤膜三、超滤膜分离的操作模型四、超滤分离技术的特性五、超过滤技术的应用第四节 微孔过滤分离技术一、概述 二、微孔滤膜分离基本原理三、微孔滤膜分离的操作模型四、微孔滤膜的特征和性能五、微孔滤膜的装置六、微滤和超滤的异同七、微孔滤膜分离技术的应用第五节 液膜分离技术一、引言 二、液膜的组成及结构三、液膜分离机理 四、液膜分离的操作过程五、液膜分离技术的应用第六节 膜污染、劣化及其预防方法一、膜污染和劣化的定义二、膜污染和劣化的预防方法第十一章 现代分离技术进展建议学时： 2 教学目的与要求 了解现代分离方法。 授 课 方 法 引导学生课外查阅图书资料、写课程论文、读书报告、课堂讨论和课后自学为辅 等方法。 授 课 内 容 根据专业特色和社会发展，选择不同的现代分离技术为授课内容。说明： 为选学内容，可根据学时及专业特点选择教学内容分离科学实验、基础实验 教学目的与要求 掌握各种分离技术的分离原理、方法及仪器操作。建议学时1020 （可根据学时及专业特点调整实验内