药物分离与纯化技术00课件

药物分离与纯化技术课程吸附与离子交换分离技术—吸附剂吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）大纲1.吸附剂分类2.常用的吸附剂（1）物理吸附（范德华引力，不具有选择性）（2）化学吸附（通过形成化学键的吸附，具有选择性）（3）亲和吸附（对目标物呈现专一性或高选择性。这种吸附专一性或分子识别性能，来源于氢键、范德华引力、偶极-偶极作用等多种键力的空间协同作用）根据吸附剂与吸附质之间相互作用力的不同，吸附可分为1、吸附剂分类吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）吸附性能吸附类型物理吸附化学吸附作用力选择性吸附层吸附热吸附速度稳定性温度的影响分子引力一般没选择多层吸附较小，一般在41.9kJ/mol以内快不稳定，易解吸温度升高，吸附量降低化学键有选择单层吸附较大，一般在83.7～418.7KJ/mol以内较慢较稳定，不易解吸温度升高，吸附速度增加物理吸附和化学吸附之间的区分并没有严格的界限。在实际的吸附过程中，上述几类吸附往往同时存在。物理吸附和化学吸附在一定条件下也是可以互相转化的。同一物质，可能在较低温度下进行物理吸附，而在较高温度下往往又是化学吸附。物理、化学吸附的比较吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）2、常用吸附剂吸附剂通常应具备以下特征：表面积大、颗粒均匀；对被分离的物质具有较强的吸附能力，这主要指内表面，外表面一般没有吸附能力；有较高的吸附选择性，对不同吸附质要有选择性的吸附作用；机械强度高，再生容易、性能稳定，价格低廉。工业上常用的吸附剂有活性炭、硅胶、活性氧化铝、沸石分子筛、碳分子筛、活性碳纤维、聚酰胺、大孔吸附树脂等。吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）2、常用吸附剂（1）活性炭一种多孔含碳物质的颗粒粉末，非极性的，疏水性和亲有机物的吸附剂，具有高的比表面积。生产主要原料：含碳物质如木材，泥炭，煤，石油焦，果壳，其中烟煤，无烟煤和果壳是主要原料。吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）2、常用吸附剂（2）活性炭纤维活性炭纤维(ACF)是近几十年发展起来的一种新型吸附剂。它是以粘胶基纤维为原料，经高温碳化﹑活化后制成的纤维状新型吸附材料。与颗粒状活性炭（GAC）相比，ACF具有显著的的特点:①具有微孔结构，比表面积大，孔径分布狭窄而均匀，且孔呈多分散型分布。②具有一定量的表面官能团，对各种无机和有机气体、有机物及重金属离子等具有较大的吸附量，且吸附﹑脱附快。吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）2、常用吸附剂（3）硅胶：一种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，亲水性的极性吸附剂，孔径2-20nm，主要用于吸附水和甲醇。工业上主要用于干燥脱水，最大吸水量可达30%左右，但脱水深度不够，主要用于初脱水。制备方法：水玻璃为原料，与无机酸作用，中和沉淀出H2SiO3，经老化缩水，成型，洗涤，干燥，焙烧法制备。吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）2、常用吸附剂（4）活性氧化铝：化学式Al2O3.nH2O；极性吸附剂，主要用于气体、液体的干燥脱水和碳氢化合物和石油气的脱硫，用于脱水时，脱水深度高（几个PPm），吸附水容量不及活性硅胶。制备采用沉淀法，工艺流程和硅胶制备类似。吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）2、常用吸附剂（5）沸石分子筛一种水合结晶硅酸盐或硅铝酸盐，具有均匀微孔，孔径与分子大小相当，由于其孔径可用来筛分大小不同的分子，称为沸石分子筛、分子筛沸石或分子筛。沸石分子筛具有很高的吸附量和独特的择形吸附性能、沸石骨架带电荷，平衡阳离子可以交换并产生酸中心或碱中心、孔结构可裁剪和调变、再生性能好，吸附剂或催化剂失活后可重现。主要用于分离和催化，分离领域主要是干燥脱水（干燥剂）和吸附分离（吸附剂）。吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）2、常用吸附剂（6）碳分子筛一种兼具有活性炭和分子筛特性的碳质吸附剂，非极性吸附剂，孔径分布均一，和气体分子直径相当（0.3-1nm)。碳分子筛分为富氢碳分子筛和富氮碳分子筛，两者的机理不同，主要用于空气富氮，氧氮在碳分子筛上的平衡吸附量相近，但吸附扩散速率相差很大，氧吸附扩散速率快，而氮的吸附扩散速率慢，空气通过碳分子筛时，由于氧的吸附速率快，优先进入分子筛孔道被吸附，从而得到富氮产品。富氢碳分子筛主要根据吸附量的大小进行分离。吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）2、常用吸附剂（7）聚酰胺：属于氢键吸附，不但适用极性物质也适用于非极性物质的分离。特别适合酚类、醌类、黄酮类等的分离。吸附剂--吸附分离技术（吸附与离子交换分离技术）2、常用吸附剂（8）大孔吸附树脂大孔吸附树脂是一种没有可解离基团具有大孔结构的高分子吸附剂。分为非极