场流分离的发展及在环境领域中的应用.pdfVIP

第４７卷　 第６期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４７ Ｎｏ６ 　 　 ２０ １５年６月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｎ． ２０１５ 　 　 　 　 　 　 ｄｏｉ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１５．０６．００７ 场流分离的发展及在环境领域中的应用 孙　 凯，张笑颜，李哲煜，杜　 爽 （城市水资源与水环境国家重点实验室（哈尔滨工业大学），１５００９０ 哈尔滨） 摘　 要：场流分离作为色谱技术的一个分支领域，在分离大分子物质、粒径为１ｎｍ～１００ μｍ 的颗粒物及胶体粒子等方面 具有独特的优势．介绍了场流分离的原理及其４种分离方法，即热场流分离、沉降场流分离、流场流分离及电场流分离； 总结了这４种方法的研究现状，特别论述了场流分离在环境领域的应用，同时指出了现有场流分离方法在小型化与商业 化方面急需解决的瓶颈．作为一种独特的微流体分离方法，场流分离能够与多种分析监测技术联用，并且随着声、光、磁学 器件集成技术的快速发展，场流分离必将成为极具发展潜力的便携式分离分析仪器，为环境原位分析提供更有力的工具． 关键词：场流分离；环境应用；纳米颗粒物；胶体粒子 － － － 中图分类号：Ｘ１３２；Ｏ６５７ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１５）０６ ００３８ ０７ Ｆｉｅｌｄ⁃ｆｌｏｗ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ：ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ａｄｖａｎｃｅｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ＳＵＮ Ｋａｉ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏｙａｎ，ＬＩ Ｚｈｅｙｕ，ＤＵ Ｓｈｕａｎｇ （Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），１５００９０ Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｉｅｌｄ⁃ｆｌｏｗｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ，ｈｏｌｄｇｒｅａｔｐｒｏｍｉｓｅｓａｓａｂｒａｎｃｈｏｆ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｔｏｉｍｐｒｏｖｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆ ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｎｄ ｃｏｌｌｏｉｄｓ ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ １ ｎｍ ｕｐ ｔｏ１００ μｍ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ， ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｏｆ ｆｉｅｌｄ⁃ｆｌｏｗ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｆｉｅｌｄ⁃ｆｌｏｗ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ，ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ⁃ ｆｌｏｗ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｆｉｅｌｄ⁃ｆｌｏｗ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ，ａｎｄ ａｌｓｏ ｇｉｖｅｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｈｏｗ ｔｏ ｕｔｉｌｉｚｅ ｔｈｅｓｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｓｗｅｌｌ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｉｓｓｕｅｓ． Ｏｕｒ ａｒｇｕｍｅｎｔ ａｌｓｏ ｒａｉｓｅｓ ｔｈｅ ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ ｉｎ ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｌｅｄ⁃ｆｌｏｗ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ， ｆｉｅｌｄ ｆｌｏｗ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ， ｃｏｕｐｌｅ ｗｉｔｈ ｍａｎｙ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ， ｃａｎ ｂｅ ａｄａ