现代分离方法与技术期末复习资料

一、名词解释：

分离：利用混合物中各姐分在物理或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各蛆分分配至不同

的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空间区域,的过程。

富臬：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。

浓缩：将溶剂部分分离，便溶质浓度提高的过程。

纯化：通过分离使某种物质的他度提高的过程

分寓科学：研究从福合物中分离、他化或■富集某些组分以获得相对纯物质的过穆的规律、仪器制造技术及

其应用的一门学科。

回收率：

正集倍襄：富集倍数=待分离组分狗回收率/基体回收率

分高因子S:两种物质被分离的程度。回收率R相差越大，分离效果越好。设A为目标组分，B为共存组

分，则A对B的分离因子SA,B为

氢便：氢原子在分子中与电负性较大的原子X形成共价键时，还可以吸引另一个电负性较大、且含有猿对

电子的原子Y形成较弱化学结合。

分配平衡常数：在一定温度下，当某一溶质在互不相容的两种溶剂中达到分配平衡时，该溶质在两相中的

浓度之比

分配比（D）:某种物质在两相之间各册态总浓度的比值

相比：有机相和水相两相体积之比

直接溶剂萃取：可溶于水的有机分子（如叛酸、醇类、糖）因具有明显疏水性，可以直接从水相萃取到有

机相O

间接溶剂萃取：无机离子通过与萃取剂彩成疏水化合物后，再被有机相萃取。

协同萃取效应：混合萃取剂同时萃取某一物质时，其分配比显著大于相同浓度下各单一萃取剂分配比之和。

相对侏留值：组分2与组分1调整保留值之比：r21=t‘R2/¥R1=VR2/VR1

分配系数：在某温度T时，组分在两相间达到分配平衡时的浓度之比.即

保留时间（tR）:组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间：

死时间（慌）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间；

高效毛细管电泳色谱：是指离子或带电粒子以毛细管为分离宣，以高压直流电场为驱动力，依据样品中

各组分之间淌度和分配行为上的羞异而实现分离的液相分离分析枝■术。

复合膜：是以微孔膜或超滤膜作支称层，在其表面覆星以厚度仅为0.1~0.25um的致密的均质膜作壁律

层构成的分离膜。使得物质的透过量有很大的增加。

泡沫吸附分离：泡沫分离根据表面吸附的原理，利用通气敷泡在波相中形成的气泡为羲1体

对液相中的溶质或颗粒进行分离，因此又称泡沫吸附分离。

超分子分离：超分子是两种以上的化学物种通过分子间的非共价健相互作用缔结而成的具有特定空间结

构和功能的聚集体。利用超分子对不同分子的选择性不同进行的分离为超分子分离。

分子蔡馆：是基于不同物质分子运动的平均自由程的差异而进行的分离。

分子印迹：是合成对某种特定分子具有特异选择性结合的高分子聚合物的技术。

加速溶剂萃取：ASE用溶剂从固体或半困体样品中快速提取目标物质；通过高温（50（20000）和南压

（10（20MPa）加快提取速度。

双水和萃取：将两种聚合物水灌液混合时，当聚合物浓度达到一定值，体系会由然分成互不相灌的两相.

称为双水相，被萃取弱在两个水相之间的分重就是双水相萃取.

超临界流体萃取：以超临界流体为流动相，直接从固体（粉末）或液体样品中萃取目标物质的分离方法。

调按保留值：调整保留时间为色谱保留时间与无时间之差，即，同理

峰底宽：即色谱峰览.用来衡量短诺峰宽度的参数.Wb

分离度：两相邻姐分色谱峰保留值之是与色谱峥平均底宽之比

二、问答题

罗氏极性参数：对于一种溶剂，可得到3种模型化合物在该溶剂中的相对溶解能He,Hd和Hn。它们的和即

为此种溶剂的总极性P',即：。=He+Hd+Hn

溶剂选择性三角形的作用：尽管溶剂种类很多，但可以归于有限的几个选择性组。在同一选择性组中的各

种溶剂，都具有非常接近的3个选择性参数，因此在分离过程中都有类似的性能，若要通过选择溶剂

分离，就要选择不同组的溶剂。

选择溶剂的一微步原：1.选择与溶质极性相等的溶剂：要使溶质在溶剂中溶解度达到最大，首先票使溶质

和溶剂的极性相等。2.调整溶剂的选择性：在维椅极性相等的前偎下，更换溶剂种矣，使分离选择性达到

最佳。

微滤、超滤、纳滤和反沙透膜分离技术的异同：相同点：推动力都是压力差。不同点：微孔膜是均匀的多

孔薄膜，膜孔径在0.02〜10um之间，可以截留悬浮粒子，操作压强在0.01〜0.2MPa;超谑膜为不对称膜,

其膜孔径方1-20nm之间，操作仄赧为0.1〜0.5MPa,可截留各种可溶性大分子：及浜•途雇为不对称膜

或复合膜，孔径小于0.5nm,可截取溶质分子，操作压强为2-1O0MPa。纳述膜为不对称膜或复合膜，膜孔

径约为1nm,可以分黑低分子量有机物和二价盐，操作压为0.5〜1MPa。

超临界流体萃取的原理和影响因素：超临界流体兼有液■体对物质的高溶解度的朴性，又具有气体易于扩散

和流动的特性，同时在临界点附近温度和压力的微小变化会引起超临界流体密度的显著变化，从而使超

临界流体溶解物质的能力发生显著变化，这样通过调节温度和压力，就可以选择性地将样品中的物质萃

取出来。影响因素：压力、温度、超临界流体物质与被萃取物质的极性、提携剂、超临界流体

的流量、原料颗粒的粒度、提取时间。

反胶团萃取的原理和影响因素：反胶团中有一个“极性核”，它包括了表面活性剂的极性头组成的内表面,

平衡离子和水。此极性核又称“水池”，水池可以增溶蛋白质等极性分子，于是，极性的生物分子就可以

溶于有机溶剂而不直接接触有机溶剂。影响因素：表面活性剂和溶剂种类、水相pH值、离子强度

色塔法分臭及分类依据：（1）气相色谱：流动和为气体。按分离柱不同可分为：填充柱色塔和毛蒯管柱

色谱；扶图定相的不同又分为：气困色谱和气淡色谱（2）海相色谱：流动相为液体。按固定相的

不同分为：液同色谱、液液色谱和离子色谱_________（3）其他色谱方法：薄层色谱和纸色谱：比技何单蛹

色谱方法。凝胶色谱法：测聚合物分子M分布。超临界色谱：C02流动相。高效毛细管电泳色W4

希别适合生物试样分析分离

色谱法原理和优缺点：原理：基于物质物理化学性质的微小差异，使其在流动相和固定相之间的分配系数

不同.而当两相作相对运动时，娘分在两相间进行连续多次分配，从而达到做此分离。优点:

（1）分离效率高（2）灵米度高（3）分析速度快（4）应用范围广缺点：祓分离姐分的

定性较为困难

分子蒸储和普通蒸储原理和特点上的区别：原理：普通点储分离慰于不同物质沸点差异；分子蒸储基于不

同物质分子运动的平均自由程的差异。分子蒸憎相比普通蒸储突出优点：操作温度低、物料受热时间

短、蒸饰压力低、分离度高。

高效毛细管电泳原理和特点：电泳就是在电场作用下，电解质溶液中的带电粒子向两极作定向移动的一

种电辽移现象。电泳法分离的依据是带电粒子在辽移率上的差别，而商效毛细管电冰则采用了两项重要改

进，一是采用了毛细管为分离室，二是采用了高达数千伏的电压.喝点：毛细管的采用使产生的

热量能够较快散发，大大凝小了温度效应，使电场电压可以很高.电压升高，电场推动力大，又可进一

步使柱径变小，柱长增加。高效毛细管电泳的柱效远高于高效液相色诺，理论塔板数高达几十万块/

来，特殊柱子可以达到数百万。

电渗析分禹的原理和特点：当阴、阳极上加上电压时，料液池中的阴离子通过阴离子交换膜迁移到阳极池

中，阳离子通过阳离子交换膜迁移到阴极池中，而料液中的沉淀颗粒和胶体，则不能通过阴阳离子交换

膜而留在料液中，这样阴、阳离子和沉淀颗粒得以分离。

反渗透膜分离的原理和应用领域：当加在溶液上的压力超过了渗迸压，溶液中的溶剂会向纯溶剂的方向流

动，这个过程叫反渗透。反渗透膜分离就是利用反渗透原理而进行的分离的方法。主要应用于从海水

中制取淡水、用水和趣轮水制造、电域殍工业废水处理、乳品加工、抗菌素浓缩等。

渗析分离的原理和应用领域：渗析是一种扩散控制的，以浓度梯度为驱动力的膜分离方法。主要月于医

学领域

溶剂萃取的影响因素：萃取剂浓度、酸度、金属离子浓度、盐析剂、温皮、萃取剂和稀释剂、样品中的杂

质离于

色诺峰宽和三种表达式：用来衡量色诺峰宽度的参数，有三种表行方法：（1）标准偏差（（）：即0607倍

峰高处色谱峰宽度的一半（2）华峰宽（Y1/2）：色谱峰高一半处的宽度丫1/2=2.354（（3）峰底宽（加）：加=4

I

统分离技术的优点和缺点：优点：（1）无相变发生，能耗低；（2）一藏无需从外界加入其他物质，节约资

源，保护环境；（3）可以实现分离与浓缩、分离与反应同时进行，从而大大提高效率；（4）常温常压下进

行，特别适用于热敏性物质的分离、浓缩；（5）不仅适用于从病毒、细菌到微粒广泛范围的有机物或无机

物的分离，而且还适用于特殊溶液体系的分离如共燃物的分离；（6）膜蛆件简单，可实现连续操作，易控

制、易放大.缺点：膜强度较差，使用寿命不长，易于污染

三、分析题

塔板理论的要点和局限性：将色谱分离过程比拟作蒸馆过程，将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡

过程的支复.局网■性：（1）柱效不能表示被分离组分的实除分离效果.当两趟■分蚓分配系数K相同时.无

论该色谱柱的塔板数多大，郁无法分离.（2）塔板理论无法解舞同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不

同的实卷结果,也无法指山影响柱效的因素及提高柱效的途径.

速率理论的要点和局限性：速率方程H=A+B/u+C・u;减小A.B.C三项可提高柱效；存在并最佳演

速；A为涡流扩散项，B/u为分子扩散号，Cu为传质阻力项。

海水的成分和淡化分离技术：海水中主臭溶解成分包括：①钠、镁、钙、钾和锯等5种阳离子；②氯根、

硫酸根、碳酸氢根（包括碳酸根）、澳根和氯根等5种阴离子；③硼酸分子。这些成分的总量占海水中所

有溶解成分的99.9%以上。海水淡化技术：蒸饰法、电渗析法、反渗透。

四、论述题

1请根据所学知识总结这门课程的主要内容，你从中学到了哪些有用的知识？

解：前4章简要介绍了分离过福中的热力学和动力学、分子间的相互作用与溶剂特性。第5章比较全面地

介绍了多种萃取分离技术，除常规溶剂萃取外，还介绍了胶团萃取、双水相萃取、超临界流体萃取、固相（微）

萃取、液相微萃取、微波辅助溶剂萃取、加速溶剂萃取、溶剂微胶囊萃取等新型萃取分离技术。第6、7两

章介绍了包谱分离技术。第8章介绍了在分析样品前处理和工业上都有着广泛应用的膜分离技术。第9章

介绍了业化学分离技术。第10章简单介绍了分子蒸惚、分子印迹聚合物分离体系和超分子分离体系等三种

新的分离技术以及泡沫吸附分离。

从本书中我学到了分离科学的大致内容，各种萃取技术的优缺点与应用范围，以及时下比较重要的色谱分

离技术的相关知识，膜分离技术的广泛应用前景等等。

2.常用于水处理的膜分离技术有哪些？调研下国内的净水生产的主要分离技术是什么，这些技术除掉

了原水中的哪些物质？

解：常用于水处理的膜分离技术可分为反渗透（RO）、超滤（UF）、檄涯（MF）、纳滤（NF）、电渗析（ED）和膜接

触器（MC）等。国内纯净水生产的主要用用活性炭吸附、臭氧氧化、膜分离技术等，膜分离技术可除掉绝大

部分悬浮物、胶体和细菌，活性炭吸附可除掉水中产生臭味的物质和有机物，同时对辂酸根、氯、汞、铅

等离子也有吸附能力。臭氧氧化对各种致病病菌及抵抗力较强的芽胞、病毒等有杀灭效果，还可以除云笨、

感等致癌物质及水中Fe、Mn等金属离子。

3.分离科学是一门与实际应用紧密结合的科学，根据所学课程，试举出一两例有工业应用前景的分离技

术或方法。

解：色谱分析法是将分离技术在线化的典范，高效的色谱分离与各种灵敏的高选择性的检测技术相结合，

使分析效率大大提高，使分析过程更易于自动化；

萃取色语法就是溶剂萃取技术与色谱技术相结合的产物，它将溶剂萃取中常用的液体有机萃取剂键合到情

性固体权体上用作液相色谱的固定和，使固定相表面的萃取剂具有配位键或整合能力，流动相位水溶液，

被测金属离子因与固定相中的萃取剂形成配合物或蟹合物而有水相转移到固定相，从而使被测金属离子得

到分离。

五、部分思考题

超分子体系用于物质分离最显著的特点是什么？

解：超分子体系是两种以上化学物通过分子的相互作用稀结而成为具有特定结构和功能的超分子体系，它

在物质分离中最显著特点是它与普通分子不一样，不在于物种的大小，而在于是否能够把这个物质分裂到

至少在原则上能独立存在的分子并且形成超分子的非极性共价键、范德华力以及氢键，这些力是形成分子

是别的关键，对分离起到了关键作用。

2、反渗透分离法和离子交换分离法各有什么优疑点？

解：反渗透优点：过述精度高，可去除大於O.OOO1微米的禹子，通过半透膜的作用，两单的说就是，通过

反渗透膜彳乳只允许水通过，其他的盐禹子，微生物等等统统被我留。得到的水质较好。基本上不需要使

用什么化料（可能有些需要添加阻垢剂或做清洗），纯,物理法过滤，缺点就是能耗高，设备一次性投资大，

使用若干年段换膜的费用也是一笔大支出。

离子交换的优点是可以选择性除去阳离子或阴禹子，或者选择同1寸除去阳离子和阴离子，设备投资小。更

换树脂的费用也稍低，缺点就是需要经常做树脂的再生，化料使用量大，同时带来再生废水的处理问题

3.黄述分子蒸馆和常规蒸馆的异同点。

解：常规蒸馅是基于不同物质的沸点差异进行的分离，而分子蒸悠是基于不同分子运动的平均自由程差异

而实现的分离；常规蒸馀在沸点温度下进行，分子蒸馅可在任何温度下进行，只要冷热两面存在温差；常

规蒸怜有鼓泡沸腾现象，分子蒸馅是液层表面上的自由蒸发，