第七章节物质的分离与纯化技术课件(1204KB).pptVIP

9、液膜 （1） 液膜的概念和特点 液膜是一层很薄的液体膜。它能把两个互溶的、但组成不同的溶液隔开，并通过这层液膜的选择性渗透作用实现物质的分离。根据形成液膜的材料不同，液膜可以是水性的，也可是溶剂型的。 （2）液膜的组成 1）膜溶剂 膜溶剂是形成液膜的基体物质。选择膜溶剂主要考虑膜的稳定性和对溶剂的溶解性。为了保持膜的稳定性，就要求膜溶剂具有一定的粘度。膜溶剂对溶质的溶解性则首先希望它对欲提取的溶质能优先溶解，对其他欲除去溶质的溶解度尽可能小。当然膜溶剂不能溶于欲被液膜分隔的溶液，并希望膜溶剂与被其分隔的溶液有一定的相对密度差（一般要求相差0.025g/cm3）。 北方民族大学材料学院 2）表面活性剂 表面活性剂是分子中含有亲水基和疏水基两个部分的化合物，在液体中可以定向排列，显著改变液体表面张力或相互间界面张力。表面活性剂是制备液膜的最重要的组分，它直接影响膜的稳定性、渗透速度等性能。在实际使用中，表面活性剂的选择是一个较复杂的问题，需根据不同的应用对象进行实验选择。 3）流动载体 流动载体的作用使指定的溶质或离子进行选择性迁移，对分离指定的溶质或离子的选择性和渗透通量起着决定性的影响，其作用相当于萃取剂。它的研究是液膜分离技术的关键。 北方民族大学材料学院 （3）液膜的类型 从形状来分类，可将液膜分为支撑型液膜和球形液膜两类，后者又可分为单滴型液膜和乳液型液膜两种。 1）支撑型液膜 把微孔聚合物膜浸在有机溶剂中，有机溶剂即充满膜中的微孔而形成液膜。 北方民族大学材料学院 支撑型液膜示意图 此类液膜目前主要用于物质的萃取。当支撑型液膜作为萃取剂将料液和反萃液分隔开时，被萃组分即从膜的料液侧传递到反萃液侧，然后被反萃液萃取，从而完成物质的分离。这种液膜的操作虽然较简便，但存在传质面积小，稳定性较差，支撑液体容易流失的缺点。 2）乳液型液膜 首先把两种互不相溶的液体在高剪切下制成乳液，然后再将该乳液分散在第三相（连续相），即外相中。乳状液滴内被包裹的相为内相，内、外相之间的部分是液膜。一般情况下乳液颗粒直径为0.1～1 mm，液膜本身厚度为1～10 μm。根据成膜材料也分为水膜和油膜两种。 北方民族大学材料学院 上述三种液膜中，乳液型液膜的传质比表面最大，膜的厚度最小，因此传质速度快，分离效果较好，具有较好的工业化前景。 乳液型液膜示意图 10、无机膜 无机膜是指采用陶瓷、金属、金属氧化物、玻璃、硅酸盐、沸石及炭素等无机材料制成的半透膜。 优点：化学性质温度； 耐高温，用于高温分离； 机械强度高； 应用于膜催化反应。 北方民族大学材料学院 第四节 萃取 萃取分离：是将样品中的目标化合物选择性地转移到另一相中，或选择性的保留在原来的相中（转移非目标化合物），从而使目标化合物和原来的复杂基体相互分离。 分类： 萃取相 溶剂 固体物质 超临界流体 分离方法 溶剂萃取 固相萃取 超临界流萃取 北方民族大学材料学院 1、溶剂萃取（solvent extraction) 溶剂萃取：利用不同物质在互不相溶的两液相间的分配系数的差异。 对于有机物：可直接进行溶剂萃取 对于水溶性的无机物：通常要在溶剂中加入能与被分离离子形成疏 水性化合物的试剂——萃取剂 萃取过程： 北方民族大学材料学院 萃取剂 无机物水溶液 有机溶剂 萃取化合物 有机溶剂 水溶液 含萃合物有机溶剂 疏水作用 处理传统的溶剂萃取方法，还出现了一些新型萃取技术： （1）溶剂微萃取（solvent microextraction) 北方民族大学材料学院 现代分离方法与技术 P68 图5-6 （2）微波辅助溶剂萃取（microwave assisted solvent microextraction) （3）胶团萃取（micellar microextraction) （4）双水相萃取——主要用于生物活性物质 2、超临界流萃取 （1）超临界流体： 当物质处于其临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上时，即使继续加压，也不会液化，只是密度增加而已，其具有类似液体的性质，而且还保留了气体的性能，这种状态称为超临界流体（supercritical fluid)。 北方民族大学材料学院 现代分离方法与技术 P21 图2-2 （2）超临界流体特性 1）密度与液体相近，但粘度接近气体。 即具有液体对物质的高溶解特性，也具有气体易扩散