树脂吸附分离技术教学课件PPT.ppt
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：RSO3-H+Na+RSO3-Na+H+阴离子交换反应：RN(CH3)3+OH-+Cl-RN(CH3)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,磺酸基,羧甲基,三甲氨基（季铵盐）,二乙氨基乙基（DEAE)（伯、仲、叔胺）,SO3-,COO-,N+(CH)3,吸附与离子交换树脂,D001 D1522014 307 X-5AB-8 SP207Amberlite IR 120 NaAmberlite 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。,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：qmc浓度较高时：Langmuir方程：qqmc/(kd+c)Freudlich方程：qkc 0.11,2.1 吸附等温线,C0=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,穿透点,VB,QB=COVB,COV,QE=QB+1/2(COVE-COVB),0.9,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-SO3H柱,去离子水,RN(CH3)3OH柱,RN(CH3)3OH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。,
