1、學習好資料 歡迎下載分離：利用混合物中各組分在物性和化性的差異，通過適當的裝置和方法， 使各組分分配至不同的空間區域或在不同的時間依次分配到同一時間區域的過程。富集：通過分離使目標組分在某空間區域的濃度增大。濃縮：將溶劑部分分離， 使溶質濃度同等提高的過程。 純化：通過分離使目標物質純度提高的過程。 （富集 0.1 ，濃縮 0.1-0.9, 純化0，放熱時 Q0,體系對環境做功為負 ) 體系發生微小變化：dUQW T體系只做體積功 W：UQWQ(PV)造成或擴大若體系為等壓過程：UQp（V 2V 1）因此，體系從環境吸收的熱量QP為: QP( U2PV2)( U1PV 1)( UPV)H式中，

2、 H定義為焓：HUPV熵：可逆過程體系從環境吸收的熱與溫度的比值。dS(Q)可逆T熱力學第二定律表達式 ：d SQ,TdSQ隔離體系：d S0 或S0T不存在非體積功時：dUTdSpdV化學平衡常數 K：Kexp（-RTi）外場的作用 ：提供外力幫助待分離組分進行運輸；利用外場對不同組分作用力的不同，待分離組分之間的化學勢之差，起到促進分離的作用。分配等溫線 ：對于一個給定的體系及溶質，在一定溫度下，分配平衡可以用溶質在 A 相的濃度 cA對該溶質在 B相的濃度 cB來作圖。氣固吸附分配體系 ：朗格繆爾吸附模型：假定溶質在均勻的吸附劑表面按單分子層吸附。朗格繆爾吸附方程：q q max K A

3、 p（q 為溶質吸附量， p 為溶質氣體分壓， qmax為溶質在固相表面以單1 K A p分子層覆蓋的最大容量， KA為溶質的吸附平衡常數）分壓較低時 q K A q max p液固吸附體系 ：忽略溶劑與吸附劑的相互作用，就類似氣固吸附體系。q q max K A c1 K A c氣液分配平衡體系 ：是氣體在溶液中的溶解平衡。亨利定律：在中等壓力下，氣體在溶液中的溶解度（氣體濃度為的分壓 pi 成正比。即ciKpi液液分配體系 ：溶質在兩互不相溶的溶劑間的分配。c）與溶液上方氣相中該溶質氣體能斯特分配定律 ：在一定溫度下，溶質 i 在兩相（ A和 B）間達到分配平衡后，它在兩相中的濃度之比為一

4、常數。K i c i，Bc i，A化學勢 ：在等溫等壓和其他物質不變的情況下，每摩爾物質 i 的自由能。物理意義：等 T,P，其他組分不變時引入 1mol 組分 i 所引起的體系吉布斯自由能的變化。用于表示敞開體系的化學平衡。影響因素：溶質對相的親和勢能， 由溶質分子與相物質分子間相互作用力的大小決定。溶質 i 在該相的稀釋程度，這將影響稀釋過程熵的變化。組分 i 在任意一相中的化學勢為：i i RT ln i調整 i的方法 ：選擇合適的溶劑，沉淀劑，配位試劑，氧化還原劑，重力場，電磁場，離心場。相平衡：從熱力學的角度研究物質從一種相轉變為另一種相的規律。引起相變條件： T,P, 溶劑和化學反

5、應。相圖和相律是研究相平衡的重要方法。當將處于液相狀態 a 的液態混合物恒壓升溫至液相線上的 L1 點時，液相開始產生氣泡，對應混合物的溫度t 1稱為該液相的泡點。處于氣態的氣態混合物恒壓降溫至氣相線上的 G2 點時，氣相開始凝聚出露珠似的液滴，對應的溫度稱為該氣相的露點。相圖：以圖形研究多相體系狀態隨濃度，溫度和壓力等條件的變化，比較直觀，但不夠準確。相率：研究平衡體系中的相數， 獨立組分數與描述該平衡體系變量數目之間的關系。只做定性描述。FCP2(C 為獨立組分數， P為相的個數， F 為自由度 ) 常見的平衡分離方法 ：溶解，蒸餾，結晶，凝結。學習好資料 歡迎下載純水的相圖 ：OA是根據

6、不同壓力下水和冰平衡共存的溫度數據畫出來的，表示水和冰的平衡狀態，稱冰的熔點曲線； OB是根據不同溫度下冰的飽和蒸汽壓數據畫出來的，表示冰和水蒸氣的平衡狀態，稱冰的飽和蒸汽壓曲線或升華曲線；OC是根據不用溫度下水的飽和蒸汽壓數據畫出來的，表示水和水蒸汽的平衡狀態， 稱為水的飽和蒸汽壓曲線或蒸發曲線；OC是 OC的延伸，通常情況下，OC到達 O點（0.01 ）后，應有冰出現，但常常可以使水冷卻到0.01 以下而仍無冰產生，為水的過冷現象。根據不同溫度下過冷水的飽和蒸汽壓數據即可畫出曲線 OC , 稱為過冷水的飽和蒸汽壓曲線；氣液平衡線 OC延伸到 C 點（647 . 3 K , 2 . 21 1

7、0 4 kPa）即終止，如果再增加壓力和溫度，就進入一個既非氣態也非液態的區域，稱超臨界流體區，C點稱為臨界點。雙組分體系的相圖 ：連接 t A和 t B的兩條線中，上方的那條線是連接對應于不同溫度下的氣相組成點得到的， 稱為氣相線； 下方的那條線是連接不用溫度下的液相組成的點得到的，稱為液相線；液相線下方為液相區， 氣相線上方為氣相區， 氣相線和液相線包圍的區域為氣液共存區；當將處于狀態 a 的液態混合物恒壓升溫致液相上的L1點時，液相就會開始產生氣泡沸騰， 對應的溫度 t 1稱為該液相的泡點。 液相線反映了液相組成與泡點的關系，所以也稱泡點線。 若將處于狀態 b 的氣態混合物恒壓降溫致氣相

8、線上的 G2 點時，氣相就會開始凝結出露珠似的液滴，對應的溫度 t 2稱為該氣相的露點。氣相線反映了氣相組成與露點的關系，所以稱為露點線。狀態 a 的液相加熱到其泡點t 1 產生的氣泡的狀態點為 G1 點，狀態 b 的氣相冷卻至其露點 t 2析出的液滴的狀態點為 L2 點。拉烏爾定律 ：在一定溫度下，某組分的蒸汽分壓 pi 等于該純組分的飽和蒸汽壓 ip與其在液相的摩爾分數的乘積。即 p i p i x i學習好資料 歡迎下載道爾頓定律 ：溶液上方氣相的蒸汽壓即有ppApBp 等于各組分的分壓之和， 對于 A和 B物質組成的雙組分體系，泡點方程 ：xAPP B, 表示了雙組分氣液平衡體系的p-

9、T-x 關系。p-x 關系。P AP B露點方程 ：yAP A(PP B), 反應了一定溫度下壓力與組成的關系，即P(P AP B)傳質過程 ：適當的介質中，在化學勢梯度的驅動下物質分子發生相對位移的過程。宏觀物體基本運動方程：Md2x-dp-fdxcdt2dxdt分子運動方程：Md2x-d-fdxdt2dxdt流密度 J：來反映分子在流體中的運動速度，指單位時間內通過單位面積的物質的量。費克第一擴散定律 ：J(x)-Ady-RTdc-Ddc，物理意義：擴散系數一定時，單位時間擴散通過dxfdxdx單位截面積的物質的量與濃度梯度成正比，負號表示擴散方向與濃度梯度方向相反。（假設濃度在擴散方向上

10、不隨時間變化）費克第二擴散定律 ：（一維擴散）dc dtDd2cdx2介質對溶質輸運所產生的流密度為：Jvc有流存在時的溶質流密度為：JUcvc無流時流密度 :JY cRTdcfdx有流時的流密度：J(Yv)cRT fdcdx第一章：分子間的相互作用與溶劑特性 分子間相互作用：靜電相互作用 ：Fqiqj2zizj2 e40r40r2范德華力 ：包括永久偶極 （分子中因電荷分布不均勻而出現的正電荷中心與負電荷中心相分離的現 象）相互作用力，誘導偶極（非極性分子沒有固有偶極，當受到電場作用時，分子間電荷分布發生 變化，正負電荷中心分離， 產生誘導偶極）相互作用力和色散（兩個無永久偶極距的電中性分子

11、在 近距離中產生相互吸引的現象）力。氫鍵：氫原子在分子中與電負性較大的原子 Y，與之形成較弱的化學組合。X形成共價鍵時， 還可以吸引另一個電負性較大的原子電荷轉移相互作用 。溶解度參數 ：體現了分子中色散，偶極定向誘導和氫鍵作用的大小。i（U i）內 E iV i V i混合溶劑的選擇步驟 ：一，選擇一種非極性溶劑（p，接近于 0）和一種極性溶劑，將二者按不同比例混合得到一系列不同極性的混合溶劑，其極性 p 可按 p 1 p 1 2 p 2 i p i 計算得到。 二，研i究目標溶質在上述一系列不同極性混合溶劑中的溶解度，從其最大溶解度所對應的混合溶劑的 p 值可知溶質的近似 p 值。三，從溶

12、劑選擇性三角形中的不同組分中挑選新的極性溶劑替換第一步中的極性溶劑，并通過此極性溶劑的比例維持混合劑的最佳 擇性都合適的溶劑。p 值不變，最終必定能找到一種溶解性和選萃取分離法 ：將樣品中的目標化合物選擇性的轉移到另一相中或選擇性的保留在原來的相中，是目學習好資料 歡迎下載 標化合物與原來復雜溶劑萃取： 利用不同物質在互不相溶的兩相間的分配系數的差異使目標物質與 基體物質相互分離的方法。分配平衡常數 ：在一定溫度下，當某一溶質在互不相溶的兩種溶劑中達到分配平衡時，該溶質在兩相中的濃度之比為一常數。K DA orgA aq分 配 比 ： 某 種 物 質 在 有 機 相 中 各 形 態 的 總 濃

13、 度 與 其 在 水 相 中 各 形 態 的 總 濃 度 的 比 值 。D有機相中各形態的總濃度cAiA iorgorg水相中各形態的總濃度cA aqA iaqi萃取率 ：一定條件下被萃取溶質進入有機相的量。即E溶質在有機相中的量corgc rogV orgVaq溶質在兩相中的總量Vorgc aq萃取過程三步 ：水相中被萃取溶質與加入的萃取劑是生成可萃取化合物，在兩相界面萃合物因疏 水分配作用進去有機相，萃合物在有機相中發生化學反應。膜：兩相之間的不連續區間， 對被分離物質有選擇透過的能力，于長和寬。它的維度是二維， 厚度尺寸遠遠小膜分離 ：以選擇性透過膜為分離介質，當膜兩側存在某種推動力（壓

14、差，濃度差，電位差）時，原 料側組分選擇性的透過膜，以達到分離或提純的目的。膜分離技術的優點 ：分離效率高，設備體積通常較小，可以直接插入已有的生產工藝流程，不需 要對生產線進行大的改變； 多數膜分離過程的能耗低， 工作溫度在室溫附近， 特別適合熱敏物質的 處理；膜分離設備本身沒有運動部件，工作溫度又在室溫附近，故很少需要維護，可靠度高；膜分 離過程的規模和處理能力可在很大范圍內變化，效率，設備單價，運行費用等變化不大。缺點：膜強度較差；使用壽命長，易于被玷污而影響分離效率等。性，化學穩定性，耐酸，堿，微生物浸蝕和耐氧化性能。微濾、超濾、納濾都是以壓力差為推動力的膜分離過程。材料的要求 ：具有

15、良好的成膜性，熱穩定類型分離原理膜結構膜材料用于懸浮液中固液分離的機理微濾主要是篩分截留，吸附截留，濾孔分布均勻；孔隙率高；膜通量可以是有機高分子架橋截留，網絡截留和靜電截材料，也可以是無機留；用于氣體中懸浮顆粒進行大；膜厚度薄；連續的整體結構材料分離的機理有直接截留，慣性沉積，擴散沉積和攔集作用超濾篩分作用膜孔徑在微濾納濾之間，分離水溶高分子材料和無機液中的大分子，膠體，蛋白質等材料兩大類膜表面較反滲透膜表層疏松的多，納濾物理截留或截留篩分；納濾膜較超濾膜表層致密，多為復合膜，的表面分離層由聚電解質構成即膜表面分離層和支撐層的化學組成不同無機膜較有機膜優點 ：熱穩定性好；化學穩定性好；清洗方

16、便；機械穩定性好。但無機膜制備成 本高，使用壽命較有機膜長，且有機膜制備技術成熟，來源豐富，價格低廉。制備微孔濾膜的方法 ：燒結法 ：將一定大小顆粒的粉末壓縮后在高溫下燒結，燒結過程中， 粒子的表面逐漸變軟至溶，顆粒間界面逐漸消失， 最后粘結形成多孔體。 拉伸法 ：指在相對低的熔融溫度和高應力下擠出薄膜或 纖維，聚合物分子會沿拉伸方向排列成微區，成核，形成垂直于拉伸方向的鏈折疊微晶片。相轉化學習好資料 歡迎下載 法：可分為控制溶劑蒸發凝膠法（將纖維素脂溶解在特定的混合溶劑中制成鑄膜液，經過濾，脫氣 后在金屬或塑料帶上流延成薄層。在一定溫度，濕度，溶劑蒸汽濃度，通風速度等環境條件下，膜 薄層中的

17、溶劑緩緩蒸發最后成膜。 ）浸沒凝膠法（將鑄膜液薄層浸入水中或其他凝固液中，使溶劑 與凝固液立即相互擴散， 急速造成相分離， 形成凝膠。 待凝膠層中的剩余溶劑與添加劑進一步被凝固液中的液體交換出來后，就形成多孔膜。）熱致相分離法（將只能在較高溫度下才能互溶的聚合物和增塑劑先加熱融合， 再將此溶液流延或擠壓成薄層后使之冷卻，當溫度下降到某一溫度時， 溶液中聚合物鏈相互作用成為凝膠結構，最后因相分離形成細孔， 將分相后的凝膠浸入萃取液中除去增塑劑，制成熱致相分離膜。 ）核徑刻蝕法 ：均質聚合物膜置于核反應器的帶電粒子束照射下，帶電粒子通過膜時， 打斷膜內聚合物鏈節，留下感光徑跡，然后膜通過一刻蝕浴，

18、其內溶液優先刻蝕掉聚合物中感光的核徑跡，形成孔。溶膠凝膠法 ：（懸浮膠體凝膠途徑和聚合凝膠途徑）選取一種先驅化合物， 加水后，先驅化合物水解成氫氧化物，水解的醇鹽可以利用其羥基與其他反應物反應而形成聚氧金屬化物，溶液的黏度會變大。加入酸使溶膠發生膠溶化，形成穩定懸浮液。 通常加入有機聚合物使溶液粘度加大， 減少孔滲現象， 改變顆粒的表面電荷或增大濃度，顆粒會通過聚集而形成凝膠。膜污染 ：膜表面的附著層和膜孔堵塞。污染 ：原料液預處理，膜表面改性，外加電場，離心場和超聲波場；采用氣體和液體兩種介質進行高壓反沖；強化傳質，包括改變流道截面的形狀，由圓形改為星形，組件插入不同的金屬型芯，在進料液中加

19、入氣泡。綿球機械沖洗； 化學方法： 采用對膜表面本身沒有破壞性，試劑對膜進行清洗。表征超濾膜性能的參數 ：滲透速率，膜截留性能清洗：物理方法：高壓水射流沖洗，海 對污染物有溶解作用或置換作用的化學滲透速率 ：表征超濾膜過濾料液的速率，指每平方米每小時過濾料液的體積。膜的截留性能 ：采用截留分子量（標準物為三類：球狀蛋白質，帶支鏈的多糖及線性分子。由于 超濾膜的孔徑有一定分布， 超濾膜的最大孔徑要遠遠大于膜的有效孔徑或由截留分子量表征的孔徑 值）和截留率（對于一定分子量的物質，膜所能截留的程度）表示。膜萃取 ：水相和萃取相分別位于微孔膜兩側，由于微孔膜的疏水性，膜一側的萃取相（或料液相）浸滿膜的

20、微孔，在膜的另一側表面兩相接觸實現傳質，無相分散行為發生。膜萃取技術特點 ：通常萃取過程是一相在另一相內分散為液滴，實現分散相與連續相間的傳質，為了完成液液直接 之后分散相液滴重新聚結分相。 連續逆流萃取是一般萃取過程中常采用的流程，接觸中的兩相逆流流動， 在選擇萃取劑時， 除了考慮其對分離物質的溶解度和選擇性外，還必須注 意它的其他物理性質。 一般柱式萃取設備中， 由于連續相和分散相液滴群的逆流流動，柱內軸線混合的影響十分嚴重。 膜萃取過程可以實現同級萃取和反萃取過程，施，以提高過程的傳質效率。 料液相與溶劑相分別位于膜兩側，中膜內溶劑的流失問題。可以采用流體載體促進遷移等措 可以避免與其相

21、似的支撐液膜操作液膜分離過程與溶劑萃取過程的相似處：都是有萃取和反萃取兩步驟組成，但溶劑萃取中的萃取與反萃取是分步進行的。 他們之間的耦合是通過外部設備實現的；而液膜分離過程的萃取與反萃取分別發生在膜兩側界面， 溶質從料液相萃入膜相，并擴散到膜相的另一側，再被反萃入接收相，由 此實現萃取與反萃取的“ 內耦合”。液膜：由膜溶劑，表面活性劑，添加劑和流動載體組成。乳狀液膜分離機理 ：單純遷移：膜中不含流動載體，內外相不含與待分離物質發生化學反應的試 劑，依據待分離組分（ A和 B）在膜中溶解度和擴散系數不同，導致待分離組分在膜中滲透速度不 同而實現分離。 型促進遷移： 在接收相中添加與溶質發生不可逆化學反應的試劑，使待遷移的溶 質與其生成不能逆擴散透過膜的產物， 從而保持滲透物在膜相兩側的最大濃度差，以促進溶質遷移。型促進遷移：在制乳時加入流動載體（萃取劑，配合劑，液體離子交換劑），載體分子 R1先在外 相選擇性地與某種溶質 A發生化學反應， 生成中間產物 R1A擴散都膜的另一側， 與液膜內相中的試學習好資料 歡迎下載 劑 R2作用，并把該溶質 A釋放到內相，而流動載體又擴散到外相側。電化學分離法 ：根據原子或分子的電性質以及離子的帶電性質和行為進行化學分離的方法。自發電沉積 ：一種元素的離子自發地沉積在另一種金屬電極上的過程。電解：借外電源的作用使化學反應向著非自