树脂吸附分离技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,吸附分离技术和理论,活性炭,：,憎水性，脱色、脱臭、废气处理。,多孔树脂,：,聚苯乙烯，聚丙烯酸树脂。,硅胶、氧化铝,等吸附剂,。,分子筛,：,筛分作用，除水，混合物分离。,生物大分子层析专用,：纤维素凝胶，琼脂糖凝 胶，葡聚糖凝胶，聚丙烯酰胺凝胶和羟基磷灰石。,1,吸附分离介质,1.1,吸附剂（,adsorbent,）,活性炭,是工业上普遍使用的吸附剂，常用于脱色和除臭。,吸附树脂,苯乙烯,聚苯乙烯树脂,聚苯乙烯,二乙烯苯,骨架,交联剂,+,吸附树脂特性,吸附树脂与活性炭相比：吸附选择性高，易于解吸。,适用于从水溶液中分离低极性或非极性化合物。,吸附树脂预处理,1,、水浸泡,4-6,h,，清洗,2,、乙醇浸泡，清洗,3,、酸浸泡（,4%HCl,），清洗,4,、碱浸泡（,4%NaOH,），清洗,阳离子交换反应：,RSO,3,-,H,+,+,Na,+,RSO,3,-,Na,+,+H,+,阴离子交换反应：,RN(CH,3,),3,+,OH,-,+,Cl,-,RN(CH,3,),3,+,Cl,-,+OH,-,1.2,离子交换树脂,表,1,主要离子交换基团及其结构,强酸性,0-99,弱酸性,100-199,强碱性,200-299,弱碱性,300-399,磺酸基,羧甲基,三甲氨基（季铵盐）,二乙氨基乙基,（,DEAE),（伯、仲、叔胺）,SO,3,-,COO,-,N,+,(CH),3,吸附与离子交换树脂,D001,D152,2014,307,X-5,AB-8,SP207,Amberlite,IR,120,Na,Amberlite,IRA,958C1,离子交换树脂的命名,D,0 0,1,7,交换剂的百分含量,连接号,顺序号,骨架名称,酸碱性,大孔型,D,指大孔型树脂，没有,D,指凝胶型树脂。,序号,0,1,2,3,4,5,6,酸,碱,性,强,酸,性,弱,酸,性,强,碱,性,弱,碱,性,螯,合,性,两,性,氧,化,还,原,性,骨,架,名,称,苯,乙,烯,系,丙,烯,酸,性,酚,醛,系,环,氧,系,乙,烯,吡,啶,系,尿,醛,系,氯,乙,烯,系,离子交换树脂的命名,离子交换剂性能的评价,交换容量：,mmol/g,干树脂，或,mmol/ml,湿 树脂，,3.6-4.5mmol/g,干树脂。,交联度：与孔隙、机械强度有关。,溶胀度：一般，强酸性阳离子交换树脂由,Na,转变成,H,型，强碱性阴离子交换树脂由,Cl,型转变成,OH,型，其体积均增加约,5%,，近,70,弱丙烯酸系。,离子交换树脂的预处理,1,、水浸泡,4-6,h,，清洗,2,、酸浸泡（,4%HCl,），清洗,3,、碱浸泡（,4%NaOH,），清洗,4,、转型,2,吸附平衡理论,低浓度：亨利,Henry,：,q,mc,浓度较高时：,Langmuir,方程：,q,q,m,c/(k,d,+c),Freudlich,方程：,q,kc,0.1,1,2.1,吸附等温线,q,/(mg/g),c,/(mg/mL),C,0,=,1mg/mL,5mg/mL,10mg/mL,50mg/mL,100mg/mL,3,常用操作方式,2),固定床操作法：,动态操作法,1),分批操作法：,静态操作法,4,固定床吸附操作,图,6.14,固定床吸附操作,图,6.15,穿透曲线,1.0,c/c,o,0.05,体积,穿透点,1.0,c/c,o,0.05,体积,穿透点,V,B,Q,B,=C,O,V,B,C,O,V,Q,E,=Q,B,+1/2(C,O,V,E,-C,O,V,B,),0.9,V,E,饱和点,填料的特性：交换容量、比表面大小,装填情况：,操作条件：流速,影响柱交换容量的因素,去离子水的制备,自来水,R-SO,3,H,柱,去离子水,RN(CH,3,),3,OH,柱,RN(CH,3,),3,OH,柱,过滤,混合柱,树脂一般采用强酸型阳离子交换树脂如,0017,和强碱型阴离子交换树脂如,2017,；,由于交换容量不同，实验中通常采用一根阳离子交换柱和二根阴离子交换柱。混合柱也应按等交换容量比例混合；,混合柱的作用：由于离子交换是可逆反应，经过阳离子交换柱和阴离子交换柱处理的去离子水，还存在着微量未交换的离子。若让它再通过混合柱，由于两种交换过程同时进行，离子交换后生成的,H,+,和,OH,结合成水而除去，进一步提高了水的质量。实验室精制去离子水可采用,5cm100cm,混合柱处理一次去离子水。,阳离子交换柱和阴离子交换柱分别逆流通过,5%HCl,和,5%NaOH,；,混合柱应先“比重,1.2,盐水浮选”分离，然后在分别再生。,树脂再生,固定床吸附特点,效率较高，无返混；,再生周期长；,压降大，粒子阻塞。,5,搅拌釜,吸附,搅拌釜,（,Stiired tank,）：,单级、多级（逆流、错流）、间歇式、连续搅拌式，如高粘度糖浆用粉状活性炭吸附。,