第1章绪论-2015讲义.ppt

主要参考书 （1）《新型分离技术》,陈欢林 编著,化学工业出版社 （2）《分离科学与技术》, 胡之德编, 四川科技出版社 （3）《膜分离技术及其应用》,任建新主编，化学工业出版社 （4）《超临界流体萃取》，张镜澄 主编，化学工业出版社 （5）《绿色分离过程－基础与应用》，许振良等译，华东理工大学 （6）《吸附分离技术》，冯孝庭 主编，化学工业出版社 （7）《膜分离技术》，刘茉娥等编，化学工业出版社 （8）《膜萃取技术基础》，带猷元等编，化学工业出版社 第1章 绪 论Introduction 分离和富集中应注意的问题 * 现代分离技术 Modern Separation Technology ----------- ---------- -------- 授课对象：应用化学专业 授课学时：40学时（2.5学分） 使用教材:现代分离方法与技术（第二版），丁明玉主编 （1）认真听讲，做好笔记； （2）搞清原理，掌握方法，明确应用； （3）按时、独立完成作业； （4）积极查阅相关文献资料，善于总结； （5）结合专题内容，学会撰写小论文。 教学基本要求 综合成绩：平时成绩占20%；期末考试占80% 我的联系方式：办公（9-629）手机目的及要求： （1）了解化工过程中分离的目的、意义以及分类； （2）熟悉分离和富集过程中的基本概念和常用的术语； （3）明确分离和富集过程中应注意的若干问题。 基本知识点： 分离的内涵，分离的目的，分离的本质，分离的重要性，分离方法的分类。 概念：富集、浓缩、纯化、回收率、分离因子和富集倍数 1.1 分离科学及其研究内容 自然界的许多物质,不论无机物还是有机物,大多以混合物状态存在，需要分离或提纯，才能合理利用。 * 古代的酿造酒、卤水制盐等； * 近代煤的综合利用、石油的利用和加工； * 湿法冶金、生物化工、天然资源综合利用； * 环境保护、三废处理、元素的发现、病毒分离…… 总之，化学进展离不开分离的贡献！分离是科研的关键！ 1、分离的概念 何谓分离？ 利用混合物中各组分在物理化学或化学性质上的差异，通过适当的装置和方法，使各组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。 通俗讲：混合物 →单一化合物 与分离紧密相关的几个概念： 富集（enrichment）：分离过程中使目标物质的浓度增加。 说明：富集与分离的目的不同，富集是分离的目的之一。 浓缩（concentration）：将溶液中一部分溶剂蒸发掉，使溶液中存在的所有溶质的浓度同等程度提高的过程。 说明：浓缩过程是溶剂和溶质的分离过程，溶质得不到分离，它们的相对含量（摩尔分数）不变。 纯度（purity）：纯化产物中主成分含量高低的一个量度。 说明：纯是相对的，不纯是绝对的，纯度越高，分离成本就越高。 纯化（purification）：通过分离操作使目标产物纯度提高的过程，是从目标产物中去除杂质的操作。 说明：纯化过程可以是同一分离方法重复操作，或不同方法的组合。 2、分离的形式 分离形式 组分离 将性质相近的一类组分从复杂的混合物中分离 单一分离 将某种化合物以纯物质形式从混合物中分离出来 例如：中药有效成分的提取；石油炼制中重油和轻油的分离；植物提取分离等。 例如：化学标准品的制备；工业纯物质制备；药物的对映异构体等。 搞清：多组分相互分离；特定组分分离；部分分离 3、分离的目的 （1）分析操作的样品前处理 （2）确认目标物质的结构 混合物 → 纯物质 → 结构鉴定（手段：UV, FT-IR, NMR, MS, SEM,TEM, XRD, STM, AFM） （3）获得单一纯物质 如：标准品、药品 （4）去除杂质或有害物质（涉及领域非常广泛） 4、分离技术的特点 （1）分离的对象多，品种杂，几乎所有的生物、化工、环境治理、医药产品等都需要分离。 （2）分离的目的各不相同 （3）分离规模差别很大（从微克级到大规模） （4）分离技术形形色色 （5）应用领域极为广泛 5、分离科学研究的主要内容 （1）研究分离过程的共同规律 包括热力学、动力学、方向限度；速率与效率；分离体系的化学平衡、相平衡和分配平衡 （2）研究基于不同原理的分离方法、分离设备和应用 分离方法:沉淀、萃取、蒸馏、吸附、离子交换、色谱、膜分离、离心、磁分离、电化学等。 1.2 分离科学的重要性 1、分离是认识物质世界的必经之路 任何元素的发现。 寻找新能源。按当前年消耗量，煤可维持二三百年；包括核能铀在内的其它能源，只有60年左右的用量，迫使人们开发新能源与提高利用率，如贫矿铀的富集新技术、氢能源、燃料电池的应用、风能和水能的利用等都需要高效而经济的分离技术。 任何一个石油化工、医药化工、生物化工等都离不开