第八章 液体吸附与离子交换

1、第八章液体吸附与离子交换本章学习目的与要求n了解吸附的基本概念、吸附过程与吸附理论。n了解吸附的操作方式与装置。n了解离子交换的基本概念、离子交换树脂与离子交换理论。n了解离子交换过程机理、离子交换操作与设备。1-1 吸附作用与吸附剂吸附作用与吸附剂n吸附作用吸附作用v定义v种类v食品工业中 多为物理吸附第一节第一节 液体吸附液体吸附为什么固体表面为什么固体表面具有吸附能力？具有吸附能力？分子间作用力分子间作用力表面作用力不对称表面作用力不对称具有表面能具有表面能固体物质无法收缩来降低固体物质无法收缩来降低表面能表面能通过吸附通过吸附吸附平衡为动态平衡吸附平衡为动态平衡物理吸附、活性吸附、极性

2、吸附物理吸附、活性吸附、极性吸附食品工业常用吸附剂及对其要求食品工业常用吸附剂及对其要求n常用吸附剂及其性能常用吸附剂及其性能v活性炭活性炭v活性白土（油脂脱色）活性白土（油脂脱色）v硅胶（干燥剂）硅胶（干燥剂）v膨润土（果蔬汁的澄清）膨润土（果蔬汁的澄清）v吸附树脂吸附树脂食品工业对吸附剂的性能要求食品工业对吸附剂的性能要求（1）高度选择性）高度选择性（2）吸附面积大、活性高）吸附面积大、活性高（3）较高的机械强度）较高的机械强度（4）良好的稳定性和低廉的价格）良好的稳定性和低廉的价格n分子筛：又称泡沸石或沸石分子筛：又称泡沸石或沸石, ,是一种结晶型的铝硅酸是一种结晶型的铝硅酸盐盐, ,其

3、晶体结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大其晶体结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级小的数量级, ,它只允许直径比孔径小的分子进入它只允许直径比孔径小的分子进入, ,因此因此能将混合物中的分子按大小加以筛分，故称分子筛。能将混合物中的分子按大小加以筛分，故称分子筛。用来分离沸点非常接近但分子大小有差异的混合物。用来分离沸点非常接近但分子大小有差异的混合物。 1-2 吸附理论n单组分吸附 实际生产中，总的吸附量不能直接测定，所以，常用表观吸附量表示吸附剂的吸附量。设质量为m的吸附剂与体积为v、浓度为 的溶液平衡后溶液浓度降为 ，忽略吸附前后溶液体积的减少，则表观吸附量为： )(*0c

4、cmvs0c*cn双组分吸附 吸附剂对溶剂的吸附不可忽略时，按双组分吸附的情况处理。 n吸附速率吸附速率表达式：n吸附过程类型 ：v外扩散速率v内扩散速率v总传质速率 dtdu 吸附剂密度吸附速率 时间utn吸附过程的三个步骤吸附剂吸附质1-3 吸附操作n吸附操作步骤n吸附剂选择n吸附操作装置类型v接触式吸附操作装置v固定床吸附操作装置v移动床吸附操作装置全自动自清洗过滤器 固定床吸附装置第二节离子交换第二节离子交换2-1 离子交换概念和离子交换树脂离子交换概念和离子交换树脂n基本概念基本概念n离子交换剂离子交换剂 提供可交换离子的不溶性固体提供可交换离子的不溶性固体交换剂本体：由高分子化合物和交联剂组交换剂本体：由高分子化合物和交联剂组 成的高分子共聚化合物。成的高分子共聚化合物。阳离子交换树脂阳离子交换树脂 阴离子交换树脂阴离子交换树脂活性基团：与离子交换剂本体连接的官能团活性基团：与离子交换剂本体连接的官能团阳离子交换反应阴离子交换反应2-2 离子交换机理n离子交换平衡v交换离子的性质v树脂的性质v溶液的性质OHHRNaNaOHRHHMgRHRMg2222（1）硬水软化和纯水制造）硬水软化和纯水制造（2）制品的提纯精制）制品的提纯精制（3）制品的分离