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萃取分离法

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萃取分离法

1,按萃取的目的,粗去方法可大致分为两类,一类称“完全萃取”,他是要将一个样品中的某个物质全部萃取出,这种萃取常称为提取。如用大量的溶解度高的二甲基甲酰胺从橘皮中提取出橙皮苷而使溶解性差的细胞壁物质残留。另一类成为选择性萃取,他是用于比较困难的分离过程。如金属离子混合物的分离;化学标准品如光谱纯试剂的纯化制备。2,溶剂萃取按萃取原理的不同,可分为两类:一类为物理萃取,这些萃取是基于被萃取物在水相和有机相(或反相胶团)中溶解度不同来实现的。另一类为化学萃取。

3,溶剂萃取的有机相涉及两个概念,萃取剂和萃取溶剂。萃取剂是指被萃取物有化学反应,而能是被萃取物被萃入有机相的试剂。而用于稀释萃取剂的有机相溶剂被称为萃取溶剂(准确称为稀释剂)。

4,在分析化学中选择萃取剂的原则是:

a)对萃取物有高的分配比,以保证尽可能地萃取出被萃取物;

b)萃取剂对被萃取物的选择性要好,即对需分离的共存物具有足够大的分离因子;

c)萃取剂对后面的分析测定没有影响,否则需要反萃除去;

d)毒性小,容易制备。

5,所谓反萃,是指在溶剂萃取中常不可缺少的一后处理步骤。反萃即是使用在萃取步骤时,被萃取物最不易被萃取的这种条件,将被萃取物萃取回纯的水相,而与萃取剂分离。6,根据所形成的被萃取物质的不同,可把萃取体系分成以下几类:螯合物萃取体系,离子缔合物萃取体系,三元络合物萃取体系,共萃取体系,酸性磷类萃取体系等。

7,反胶团萃取

a)微胶团概述:反胶团萃取也类似于水-有机溶剂的液液萃取,但他是李永乐表面活性

剂在有机相形成的反胶团水池的双电层与蛋白质的静电吸引作用,而将不同极性

(等电点)、不同分子量的蛋白质选择性地萃取到有机相,达到分离的目的。

b)将表面活性剂溶于水中,当其浓度超过临界胶束浓度时表面活性剂就会在水溶液中

聚集在一起形成聚合体,称为胶束。

c)表面活性剂是由亲水憎油的极性基团和亲油憎水的非极性基团两部分组成的两性

分子,可分为:阴离子表面活性剂(脂肪醇硫酸酯盐等)、阳离子表面活性剂(十

六烷基三甲基季铵溴化物等)、非离子表面活性剂(烷基酚类聚醚等)

d)形成反胶团的条件:加入的表面活性剂在有机相中的浓度达临界胶束浓度值以上。

e)反相微萃取的原理:表面活性剂有表面聚集的倾向,在宏观有机相和水相界面的表

面活性剂层,同临界的蛋白质发生静电作用而变形,从而接着在两相界面形成包含

有蛋白质的反胶束,此反胶束扩散进入有机相,实现了蛋白质的萃取。

f)萃取过程的作用力:静电作用(推动力):表面活性剂极性基团所带的电荷与蛋白

质表面电荷相反时,两者产生静电引力,蛋白质才有可能进入反相微胶团;空间

位阻效应:反胶团水池的物理性能(大小形状等)会影响大分子如蛋白质的增溶或

排斥,达到选择性蛋白质到有机相的目的。

g)W0 值:反相微胶团中的水分含量通常用非极性溶剂中的水浓度和表面活性剂浓度

之比W0来表示:W0=[H2O]/[表面活性剂]。W0 值越大,反相微胶团内的水分

含量就越多,形成的反相微胶团的半径就越大。能溶解水溶性成分的量就越多。因

此,W0大小可以反映出微水相反相微胶团的大小和溶解能力。

h)影响萃取的因素:

i.W0值的大小;

ii.溶液的pH:主要影响生物大分子的荷电性,进而影响到生物大分子与微胶团的结合。

iii.水相的离子强度:离子强度增强到一定程度,抵消了生物大分子表面的电荷,并且由于离子的水化作用而使生物大分子表面的水膜消失,减少了与微胶团

内表面的结合作用,从而溶解度下降分离效率降低。

iv.表面活性剂浓度:增加浓度可增加反胶束的数量,从而增大生物大分子的溶解度;

v.离子种类:主要体现在改变反胶团内表面的电荷密度上;

vi.其他影响因素:有机溶剂;助表面活性剂;温度;蛋白质分子量。

8,双水相萃取

a)双水相萃取的原理双水相萃取是依据物质在两相间的选择性分配,但萃取体系的

性质不同。当物质进入双水相体系后,由于表面性质、电荷作用和各种力(如憎水键、氢键和离子键等)的存在和环境的影响,使其在上、下相中的浓度不同。对于某一物

质,只要选择合适的双水相体系,控制一定的条件,就可以得到合适的分配系数,从而达到分离纯化之目的。将两种不同的水溶性聚合物的水溶液混合时,当聚合物

浓度达到一定值,体系会自然的分成互不相溶的两相,这就是双水相体系。双水相

体系的形成主要是由于高聚物之间的不相溶性,即高聚物分子的空间阻碍作用,相

互无法渗透,不能形成均一相,从而具有分离倾向,在一定条件下即可分为二相。

一般认为只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异,混合时就可发生相分离,且憎

水程度相差越大,相分离的倾向也就越大。

b)双水相的种类双水相萃取中使用的双水相是由两种互不相溶的高分子溶液或

者互不相溶的盐溶液和高分子溶液组成。最常见的就是聚乙二醇(PEG)/葡聚糖

(Dextran)和PEG/无机盐(硫酸盐、磷酸盐等)体系,其次是聚合物/低分子量组分、离

子液体体系和高分子电解质/高分子表面活性剂体系。此外,还有被称为智能聚合物

的双水相体系,智能聚合物又称刺激-响应型聚合物(Stimulus-responsive polymers)或

环境敏感聚合物(Environmentally-sensitive polymers)。智能聚合物是一种功能高分子

材料,当外界环境(如温度、pH值、离子强度、外加试剂、光、电或磁场等)发生微

小变化时,聚合物分子的微观结构会发生快速、可逆的转变,使其从亲水性变为疏水

性。智能聚合物的双水相体系有:温度敏感型双水相体系、酸度敏感型双水相体系、光响应型双水相体系、亲和功能双水相体系。

c)双水相萃取体系的特点双水相萃取技术设备简单、在温和条件下进行简单操

作就可获得较高的收率和纯度。与一些传统的分离方法相比,双水相萃取技术具有以

下特点:(1)整个体系的含水量高 (70% ~90% ) ,萃取是在接近生物物质生理环

境的条件下进行,故而不会引起生物活性物质失活或变性;(2)单级分离提纯效

率高。通过选择适当的双水相体系,一般可获得较大的分配系数,也可调节被

分离组分在两相中的分配系数,使目标产物有较高的收率;(3)传质速率快,分

相时间短。双水相体系中两相的含水量一般都在80%左右,界面张力远低于水-

有机溶剂两相体系,故传质过程和平衡过程快速;(4)操作条件温和,所需设备

简单。整个操作过程在室温下进行,相分离过程非常温和,分相时间短。大量杂质

能与所有固体物质一起去掉,大大简化分离操作过程;(5)过程易于放大和进行

连续化操作。双水相萃取易于放大,各种参数可以按比例放大而产物收率并不降低,易于与后续提纯工序直接相连接,无需进行特殊处理,这对于工业生产来说尤其有

利;(6)不存在有机溶剂残留问题,高聚物一般是不挥发性物质,因而操作环境

对人体无害;(7)双水相萃取处理容量大,能耗低。主要成本消耗在聚合物的使

用上,而聚合物可以循环使用,因此生产成本较低;

9,超临界流体萃取

a)超临界流体萃取的基本原理作为溶剂的超临界流体与被萃取物料接触,使物料中

的某些组分(称萃取物)被超临界流体溶解并携带,从而与物料中其他组分(萃余物)

分离,之后通过降低压力或调节温度,降低超临界流体的密度,从而降低其溶解能

力,使超临界流体解析出其所携带的萃取物,达到萃取分离的目的。

b)超临界流体萃取装置以及流程超临界流体萃取装置的主要设备是萃取釜和分离

釜两部分,再配以适当的加压和加热配件。钢瓶中的CO2 气体通过压缩机,调节温

度、压力使萃取剂处于超临界状态,超临界萃取剂进入装有药品的萃取釜,被萃取

出的物质随超临界流体到达分离釜,通过减压、降温等措施使超临界流体回到常温、常压状态,与萃取物相分开,达到萃取分离的目的。

c)影响超临界流体溶解能力的因素压力、温度、携带剂。

d)超临界流体萃取的优点

i.萃取剂为气体所以容易和萃余相分离;低温选择性好,无氧化变质以及无残留。

ii.能够实现工业化操作简单萃取、分离一步到位。

iii.结合了蒸馏和液液萃取的优点,既有利用物质挥发度的差异,也利用物质分子间亲和力的不同进行分离。

iv.固体萃取

10,固相微萃取

a)固体萃取概念固相萃取是利用固体吸附剂将样品中的目标分析物吸附,与样品的

基质和干扰物分离,然后再用有机溶剂洗脱或加热解吸附,以此达到分离、纯化及

浓缩目标化合物的目的。

b)固体萃取基本原理的基本原理是目标物在固相和液相两相之间的分配。实质是吸

附剂上的活性部位对目标分析物和样品基质的分子作用力存在差异。(非极性、极性、离子交换、共价作用力等)。根据样品溶液中不同成分在不同固相萃取剂上的保留

能力不同,以达到将该目标化合物与基体和其它干扰物分离的目的,当达到一定的吸

附容量时,选用洗脱液洗脱固相,收集目标化合物以达到富集的目的。

c)根据固相萃取柱中填料的极性,固体萃取可进行分类:

i.正相型:极性填料,如氧化铝、硅胶等;

ii.反相型:非极性或弱极性填料,如苯基柱、C8、C18等;

iii.离子交换型:带电荷的离子交换树脂等为填料。

d)固相萃取(填料保留目标化合物)操作步骤主要分为4步:

i.活化:即柱预处理,就是选择合适的溶剂把固相萃取材料润湿。

ii.上样: 即样品添加,液体样品经过外部加压以稳定的流速流过固相萃取小柱。

iii.淋洗: 即柱洗涤,选用适当的溶剂对固相萃取剂进行淋洗,除去干扰组分。

e)固相萃取的优缺点

i.有机溶剂消耗少。

ii.富集倍数高。

iii.操作简单,可自动化批量处理。

iv.回收率较高,重现性较好。

v.能有效地进行样品基体和干扰杂质的预分离。

11,固相微萃取与固相萃取技术相比其特点:固相微萃取操作更筒单、携带更方便、操作费用也更加低廉,另外克服了固相萃取回收率低、吸附剂孔道易堵塞的缺点,因此成为目前所采用的试样预处理中应用最为广泛的方法之一。固相微萃取已开始应用于分析水、土壤、空气等环境样品的分析。,

1)固相微萃取的原理固相微萃取法(SPME)的原理与固相萃取不同,固相微萃取

不是将待测物全部萃取出来,其原理是建立在待测物在固定相和水相之间达成的平

衡分配基础上。

2)SPME装置及萃取步骤方法

i.直接法(Di-SPME)适合于气体基质或干净的水基质

ii.顶空法(HS-SPME)适合于任何基质,尤其是直接SPME无法处理的脏水、油脂、血液、污泥、土壤等

iii.膜保护法(membrane-protected-SPME)通过一个选择性的高分子材料膜将试样与萃取头分离,以实现间接萃取,膜的作用是保护萃取头使其不被基质污染,

同时提高萃取的选择性。

iv.衍生化法(derivatization SPME)

v.冷SPME法(cooled SPME)

3)SPME的影响因素

i.萃取温度温度是直接影响分配系数的重要参数。升高温度会促进挥发性化合物

到达顶空及萃取纤维表面,然而SPME表面吸附过程一般为放热反应,低温

适合于反应进行。

ii.萃取时间不同的待测物达到动态平衡的时间长短,取决于物质的传递速率和待测物本身的性质、萃取纤维的种类等因素。挥发性强的化合物在较短时间内

即可达到分配平衡,而挥发性弱的待测物质则需要相对较长的平衡时间。

iii.搅拌强度增加传质速率,提高吸附萃取速度,缩短达到平衡的时间。

iv.盐效应盐析手段(加NaCl或Na2SO4)可提高本体溶液的离子强度,使极性有机待萃物(非离子)在吸附涂层中的K值增加,提高萃取灵敏度。

v.溶液pH值对不同酸离解常数的有机弱酸碱选择性萃取。溶液酸度应该使待萃物呈非聚合单分子游离态,使涂层与本体溶液争夺待萃物的平衡过程极大的

偏向吸附涂层。

vi.衍生化减小酚、脂肪酸等极性化合物的极性,提高挥发性,增强被固定相吸附的能力。SPME前衍生和SPME后衍生

vii.萃取头的选择固定液涂渍在一根熔融石英(或其他材料)细丝表面构成萃取头,内部涂有固定相的细管或毛细管,这种设备称为管内SPME(in-tube SPME)viii.涂层SPME萃取过程依赖于分析物在涂层和样品两相中的分配系数,因此萃取的选择性取决于涂层材料的特性,故涂层材料是SPME技术的核心。涂层

的选择和设计可以基于色谱经验,一般来说,不同种类的分析物要选择不同性

质的涂层材料,选择的基本原则是“相似相溶”。选择涂层时应注意:

●对有机分子有较强的萃取富集能力

●合适的分子结构,有较快的扩散速度

●良好的热稳定性

12,加速溶剂萃取(ASE)

a)加速溶剂萃取(ASE)萃取过程用液体溶剂萃取固体或半固体样品,用提高温度(40-200oC)

和压力(1000-3000psi),用少量溶剂和短的分析时间

b)高温的作用:增加解吸能力;减少溶剂的粘度;被测物扩散进入溶剂更快;增加被测物

溶解度;用更少的溶剂和时间;范围从40oC至200oC

c)3、加压的作用:迫使溶剂进入在低压下受阻的孔隙中;加压使溶剂保持液态;样品池

在高压下快速充满

d)典型值: 1000~3000psi或10.3~20.6MPa

e)优点是有机溶剂用量少、快速、回收率高和重现性好。

f)ASE的步骤:加溶剂于样品池---加热和加压---静态浸湿---用新鲜溶剂冲洗---第3和4步

循环---用氮气清洗.

13,膜萃取

a)膜萃取简介

膜萃取,又称固定膜界面萃取,是膜过程和液液萃取过程相结合的新的分离技术,其萃取过程与常规萃取过程中的传质、反萃取过程十分相似。因此又称为微孔膜液液萃取,但与通常的液液萃取过程不同,其传质过程是分离料液相和溶剂相的微孔膜表面进行的,即在有机溶剂和水溶液相接触的固定界面层上完成的,故又被称为固定界面层膜萃取,简称膜基溶剂萃取或膜萃取。

b)膜萃取特点

c)膜萃取作为一种新的膜分离技术,膜萃取过程有其特殊的优势,这主要表现在以下几个

方面。

i.膜萃取由于没有相的分散和聚结过程,可以减少萃取剂在料液中的夹带损失,有机

溶剂用量少,可以使用某些价格稍高的有机溶剂,同时简化了操作手续,节省了庞

大的澄清设备。

ii.膜萃取时料液相和溶剂相各自在膜两侧流动,并不形成直接的液液两相流动。在选择萃取剂时对其物性要求大大放宽,可使用一些高浓度的高效萃取剂。

iii.在膜萃取过程中两相分别在膜两侧作单相流动,使过程免受“返混”的影响和“液泛”

条件的限制。

iv.膜萃取过程可以较好地发挥化工单元操作中的某些优势,提高过程的传质效率,如实现同级萃取反萃过程,采用萃合物载体促进迁移等。

v.料液相与溶剂相在膜两侧同时存在,可以避免与其相似的支撑液膜内溶剂的流失问题。

d)膜萃取原理

e)膜萃取具体过程为: 原料液相和萃取相溶液分别在膜两侧流动,其中一相会润湿膜并渗

透进入膜孔,在膜表面上与另一相形成固定界面层。由于在两相中存在溶解度差异,溶质会从一相中扩散到两相界面,先进入膜中的萃取相,再通过膜孔扩散进入萃取相主体。

其传质过程是在分隔料原液相和萃取相的膜微孔表面进行的,不存在通常萃取过程中液滴的分散和聚合现象。

f)当使用疏水性膜时,有机相将优先浸润膜并进入膜孔,当水相的压力等于或大于有机相

的压力时,在膜孔的水相侧形成有机相与水相的固定界面,溶质通过固定相界面从一相传递到另一相,扩散进入接受相主体,完成膜萃取过程; 当采用亲水性微孔膜时,水相将优先浸润膜并进入膜孔; 若采用一侧亲水,另一侧疏水的复合膜,则亲水—疏水复合膜的界面处就是水和有机相的界面。

g)膜萃取过程的影响因素

h)影响膜萃取过程的因素有两相的压差浓度和流量、相平衡分配系数与膜材料浸润性能、

体系界面张力和穿透压等,其中膜材料的浸润性能是一重要因素。

i)膜萃取过程中需要选择溶剂浸润性能良好的膜材料。所选用微孔膜必须有足够的疏水性

或亲水性,且有一定的突破压力,保证两相间不至于相互渗透。膜材料的溶涨性能直接影响微孔膜的孔径、空隙率、溶涨率、孔径分布和膜厚等,进而影响传质效率,同时膜孔径越大。膜传质速度越快,但同时极易造成油相和水相的互相渗透而发生乳化。

14,气相萃取技术及其应用

a)气相萃取技术顶空分析技术是指在已达到平衡的密闭容器中液体或固体分析物的顶

部空间取气态(或蒸气)样品,并与分离、检测仪器结合对气态(或蒸气)样品进行分析的一种特殊分析技术,是一种间接分析方法,我们可以把顶空分析看成是一种气相萃取方法,即用气体作“溶剂”来萃取样品中的挥发性成分。

b)优点高纯度气体容易得到,且成本较低简单,只取气相部分进行分析,大大减少了样

品基质对分析的干扰

c)静态顶空萃取基本原理:在一定温度下把顶空瓶放置一段时间达到气-液/固两相平

衡,然后将气相中的物质定量取样至定量环,最后把定量环中的样品传输到GC进行分析。通常是作为气相色谱仪和气相色谱与质谱仪前置装置,也即在GC和GC-MS等前增加一个顶空进样装置,与后者联机使用。所以顶空法的目的就是为GC检测进行前处理。

d)静态顶空萃取影响因素样品加热温度---温度增加,促进待测物的挥发样品振动时间---

振动能使样品更加均匀,也能促进待测物的挥发进样器加热温度---防止待测物冷凝溶剂的影响---加入适当的溶剂,促进待测物挥发盐效应---向溶液中加入盐,会减小物质的溶解度,特别是减小极性物质的溶解度。

e)静态顶空技术的优缺点优点:操作简单、快速、费用低、进样中溶剂含量少,减少干

扰。避免水份、高沸点物或非挥发性物质对分析柱造成超载和污染问题。缺点:样品中一些低沸点有机酸会产生干扰。

f)应用范围:它专用于分析易挥发的微量成分,如对甲醇、乙醇、苯系物(BTEX)等许多

易挥发和半挥发性的有机溶剂类;不同季节的花香气、香水类;带有易挥发成分的中草药类,特殊气味的蔬菜和调味品类等均可用它进行分析。

g)吹扫捕集技术基本原理:向密闭顶空瓶的样品中(瓶底部)连续通入惰性吹扫气体,

吹扫后的气体携带挥发性组分经顶空瓶上部的气孔通入吸附捕集装置、挥发性物质被吸附,待顶空瓶中所有挥发性物质全部被吹扫出来、并完全被捕集器吸附后完成样品的吹扫-捕集取样;进样时,加热吸附捕集器、被吸附的挥发性物质解吸进入GC 进行分离、检测。

h)吹扫捕集技术与其它新样品前处理方法

i)吹扫捕集技术的优缺点优点:不使用有机溶剂,对环境不造成二次污染,取样量少;

富集效率高,开发了联用技术;可以测得ug/L级甚至ng L级挥发性有机物;受基体干扰小及容易实现在线检测及多项目的同时监测。缺点:易形成泡沫,使仪器超载。伴随有水蒸气的吹出,不利于下一步的吸附,给非极性气相色谱分离柱的分离也带来困难,并且水对火焰类检测器也具有淬火作用。

j)影响吹扫捕集吹扫效率的因素吹扫温度---提高吹扫温度,相当于提高蒸汽压,吹扫效率也会提高样品的溶解度---溶解度越高的组分,其吹扫效率越低吹扫气的流速及流量---吹扫气的气体总体积越大,吹出效率越高捕集效率---捕集效率越高,吹扫效率越高,冷阱温度直接影响捕集效率,需选择合适的捕集温度解吸温度及时间---较高的解吸温度能得到较窄的色谱峰,对于水中有机物,解吸温度通常采用200℃。在解吸温度确定后,解吸时间越短越好,从而得到好的对称的色谱峰。

k)吹扫捕集技术的应用:吹扫捕集技术适用于从废水、土壤、食物等液体或固体样品中萃取沸点低于200℃、溶解度小于2%的挥发性或半挥发性有机物、有机金属化合物的分析,广泛用于食品与环境监测、临床化验等方面。

15,微波辅助萃取

1)原理MAE的原理涉及两方面:一是微波辐射能穿透提取介质,到达物料内部,使基质

内部温度迅速上升,增大了被分离物质在介质中的溶解度;二是微波所产生的电磁场加速

了被萃取成分向溶剂的扩散。微波加热不同于常规加热, 后者是由外部热源通过热辐射

由表及里的传导式加热; 微波加热是材料在电磁场中由介质损耗而引起的“体加热”或“内加热”。微波加热是通过空间或媒质以电磁波形式将微波电磁能转变成热能, 其机理包括离子传导机理和偶极子转动机理, 物质的加热过程与物质内部分子的极化有着密切的关系。

2)特点快速高效、加热均匀、选择性强、生物效应;与传统的萃取技术相比, MAE技

术最突出的优点在于溶剂用量少, 快速, 可同时测定多个样品; 有利于萃取热不稳定的物质, 萃取效率高, 设备简单, 操作容易。

3)影响因素萃取溶剂:MAE的选择性主要取决于目标物质和溶剂性质的相似性, 所选

溶剂对被提取物应具有较强的溶解能力,对提取成分的后续操作干扰少。因此, 必须根据被提取物的性质选择极性或非极性溶剂。微波加热的特性表明, 溶剂必须具有一定的极性才能吸收微波进行内部加热, 通常选用极性较强的溶剂, 或极性、非极性溶剂的混合液。可考虑选用甲醇、丙酮、乙酸、二氯甲烷、正己烷、苯、HNO3、HCl、HF、H3PO4、己烷-丙酮、二氯甲烷-甲醇、水-甲苯等溶剂。萃取温度:不同物质的最佳萃取温度不同。在微波密闭容器中, 由于内部压力可达到1MPa以上, 因此, 溶剂沸点比常压下提高很多, 用微波辅助提取可以达到常压下使用同样溶剂所达不到的提取温度, 既提高了提取效率, 待测提取物又不至于分解。随着温度的升高, 溶剂的表面张力和黏性都会有所降低, 溶剂的渗透力和对样品的溶解力增加, 提取效率提高。对于一些在高温下易降解的活性成分, 可采用真空微波辅助提取技术在较低温度下进行提取。一般加热1~2 min即可达到要求的提取温度。萃取时间:萃取时间与被测物样品质量、溶剂体积和加热功率有关。与传统提取方法相比, MAE耗时短, 一般10~15 min。微波剂量:微波剂量是每次微波连续辐射时间。微波连续辐射时间不能太长, 否则会使系统的温度升得很高, 溶剂剧烈沸腾, 造成溶剂大量损失, 还会带走已溶解入溶剂中的部分溶质, 影响提取率。目前, MAE常采用非脉冲微波连续加热技术, 微波剂量可按照设定的萃取温度而自动变频控制。物料含水量:介质吸收微波的能力主要取决于其介电常数、介质损失因子、比热和形状等。利用不同物质介电性质的差异, 也可以达到选择性提取的目的。水是吸收微波最好的介质, 任何含水的非金属物质或各种生物体都能吸收微波。基质中的微量水可有效吸收微波能, 促使细胞壁的溶胀破裂, 有利于有效成分的溶出, 提高了提取效率。样品基体:样品基体结构、样品成分、粒径等对提取效率有重要影响。样品结构的疏密影响溶剂的扩散和有效成分的溶出;样品成分影响微波辅助提取的选择性;样品粒径也明显影响提取, 粒径太大或太小都不利, 尤其是对黏度较大的溶剂。

4)应用研究微波萃取技术主要应用于土壤分析、食品化学分析、农药提取、中药提取、

环境化学分析,以及矿物冶炼等方面。萃取的物质有多环芳烃(PAHs)、多氯联苯、酚类化合物、有机金属化合物、药物有效成分等。

16,液相微萃取(LPME)技术及应用

1)原理:该技术基本原理是建立在样品与微升级甚至纳升级的萃取溶剂之间的分配平衡基

础上的,即采用微滴溶剂置于被搅拌或流动的溶液中,从而实现溶质的微萃取。

2)优点:有机溶剂用量小,一般为几到几十微升,污染少;集目标物的萃取、纯化、浓

缩于一步,操作简单,劳动强度小;无需特殊设备,成本低;通过调节萃取用溶剂的极性或者酸碱性,可实现选择性萃取;可减少基质干扰

3)LPME萃取方式:单滴液相微萃取SDME,顶空液相微萃取HS-LPME,中空纤维

液相微萃取HF-LPME,分散液相微萃取DLLME ,悬浮固化液相微萃取SFO-LPME

4)影响萃取效率的因素有机溶剂种类;有机溶剂体积;萃取时间;萃取温度;PH;搅拌

速度;离子强度

5)LPME应用研究研究主要集中在液态基质上,分析方法主要为GC/MS,HPLC/MS及毛

细管电泳。

i.环境监测:水或土壤中污染物如芳香胺、多环芳烃、有机氯。

ii.农药、除草剂等。

iii.饮料分析:酒中醇类,及污染物赭曲霉素A。

iv.生物分析:如血液。

多糖的提取分离方法

1.多糖的提取方法 生物活性多糖主要有真菌多糖、植物多糖、动物多糖3 大类。多糖的提取首先要根据多糖的存在形式及提取部位,决定在提取之前是否做预处理。动物多糖和微生物多糖多有脂质包围,一般需要先加入丙酮、乙醚、乙醇或乙醇乙醚的混合液进行回流脱脂,释放多糖。植物多糖提取时需注意一些含脂较高的根、茎、叶、花、果及种子类,在提取前,应先用低极性的有机溶剂对原料进行脱脂预处理,目前多糖的提取方法主要有溶剂提取法、生物提取法、强化提取法等。 1.1溶剂法 1.1.1水提醇沉法 水提醇沉法是提取多糖最常用的一种方法。多糖是极性大分子化合物,提取时应选择水、醇等极性强的溶剂。用水作溶剂来提取多糖时,可以用热水浸煮提取,也可以用冷水浸提渗滤,然后将提取液浓缩后,在浓缩液中加乙醇,使其最终体积分数达到70 %左右,利用多糖不溶于乙醇的性质,使多糖从提取液中沉淀出来,室温静置5 h,多糖的质量分数和得率均较高。影响多糖提取率的因素有:水的用量、提取温度、浸提固液比、提取时间以及提取次数等。 水提醇沉法提取多糖不需特殊设备,生产工艺成本低,安全,适合工业化大生产,是一种可取的提取方法。但由于水的极性大,容易把蛋白质、苷类等水溶性的成分浸提出来,从而使提取液存放时腐败变质,为后续的分离带来困难,且该法提取比较耗时,提取率也不高。1.1.2酸提法 为了提高多糖的提取率,在水提醇沉法的基础上发展了酸提取法。如某些含葡萄糖醛酸等酸性基团的多糖在较低pH 值下难以溶解,可用乙酸或盐酸使提取液成酸性,再加乙醇使多糖沉淀析出,也可加入铜盐等生成不溶性络合物或盐类沉淀而析出。 由于H+的存在抑制了酸性杂质的溶出,稀酸提取法提取得到的多糖产品纯度相对较高,但在酸性条件下可能引起多糖中糖苷键的断裂,且酸会对容器造成腐蚀,除弱酸外,一般不宜采用。因此酸提法也存在一定的不足之处。 1.1.3碱提法 多糖在碱性溶液中稳定,碱有利于酸性多糖的浸出,可提高多糖的收率,缩短提取时间,但提取液中含有其它杂质,使粘度过大,过滤困难,且浸提液有较浓的碱味,溶液颜色呈黄色,这样会影响成品的风味和色泽。 1.1.4超临界流体萃取法 超临界流体萃取技术是近年来发展起来的一种新的提取分离技术。超临界流 体是指物质处于临界温度和临界压力以上时的状态,这种流体兼有液体和气体的特点,密度大,粘稠度小,有极高的溶解,渗透到提取材料的基质中,发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而增大,提取结束后,再通过减压将其释放出来,具有保持有效成分的活性和无溶剂残留等优点。由于CO2的超临界条件(TC=304.6 ℃,Tp=7.38 MPa)容易达到,常用于超临界萃取的溶剂,在压力为8~40 MPa 时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物,在加入改性剂后则可溶解极性化物。 该法的缺点是设备复杂,运行成本高,提取范围有限。 1.2酶解法 1.2.1单一酶解法 单一酶解法指的是使用一种酶来提取多糖,从而提高提取率的生物技术。其中经常使用的酶有蛋白酶、纤维素酶等。蛋白酶对植物细胞中游离的蛋白质具有分解作用,使其结构变得松散;蛋白酶还会使糖蛋白和蛋白聚糖中游离的蛋白质水解,降低它们对原料的结合

新型分离技术在化工生产中的应用

新型分离技术在化工生产中的应用 摘要:本文主要介绍了膜分离技术、超临界萃取技术、分子蒸馏技术、耦合分离的技术原理及应用 关键词:化工分离、分离工程、膜分离、萃取、吸附分离 引言:化工分离技术是化学工程的一个重要分支, 任何化工生产过程都离不开这种技术,原料的精制、中间产物以及产品的分离提纯、废气废水的处理等等,都离不开化工分离技术。化工分离技术应用领域广泛、分离要求多种多样,这就决定了分离技术的多样性。精馏、萃取、吸收、吸附等都是传统的化工分离技术,无论是技术还是应用方面都发展得很成熟。然而,随着基础工业和高科技的发展,分离技术越来越面临着新的挑战:石油、天然气、煤炭等资源的不可再生要求分离过程必须充分得利用资源,降低能耗;迅速发展的生物医药工程对产品纯度、活性等指标的限制对分离技术提出了更高的要求;由环境保护意识的增强提出的各种废弃物排放限制越来越严格也给分离技术带来了难题;此外新材料的开发、食品工业和天然资源综合利用等领域的迅速发展也对分离技术提出了更高的要求。所有这些需求都推动了人们对新型化工分离技术的探索。 正文: 国内外对分离技术的发展十分重视,但由于应用领域十分广泛,原料、产品和对分离操作的要求多种多样,这就决定了分离技术的多样性。按机理划分,可大致分为五类,即:生成新相以进行分离(如蒸馏、结晶);加入新相进行分离(如萃取、吸收);用隔离物进行分离(如膜分离);用固体试剂进行分离(如吸附、离子交换)和用外力场或梯度进行分离(如离心萃取分离、电泳)等。现在运用较多且有很大发展前景的新型分离技术有超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术和膜分离技术。 1超临界流体萃取技术及其应用 超临界流体萃取是一种以超临界流体代替常规有机溶剂对目标组分进行萃取和分离的新型技术,其原理是利用流体(溶剂)在临界点附近区域(超临界区)内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能,且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动来实现分离的。 超临界流体具有一系列重要的性质: 1)超临界流体相当粘稠,其密度接近于液体,具有较大的溶解能力; 2)超临界流体的扩散系数比液体大23个数量级,其粘度类似于气体,远小于液体。这对于分离过程的传质极为有利,缩短了相平衡所需时间,大大提高了分离效率,是高效传质的理

第二章----提取分离和结构鉴定

第二章 提取---是指根据天然产物中各种化学成分的溶解性能,选择对有效成分溶解度大而对其他成分 溶解度小的溶剂,用适当的方法将所需要的化学成分尽可能完全地从药材组织中溶解提出的过程。溶剂提取法:利用天然产物化学成分在特定溶剂中溶解的性质,将其从原材中提取出来。多数情况下采用溶剂法。 溶剂提取法的原理:溶剂在渗透、扩散作用下,溶剂渗入药材组织细胞的细胞膜进入细胞内部,溶解可溶性的溶质,形成细胞内外溶质的浓度差,从而带动溶质做不断往返的运动,将溶质渗出细胞膜,直到细胞内外溶液中被溶解的化学成分的浓度达到平衡,达到提取所需化学成分的目的。溶剂选择的依据-----“相似者相溶”原则 常用溶剂按照极性大小分为三类:水溶性(糖类、氨基酸、蛋白质、盐类)、亲水性(苷类如:黄酮、三萜、甾体与糖的结合体)、亲脂性(未成盐的生物碱,未成苷的黄酮、蒽醌、萜类、甾体)。优缺点,能溶生么物质。 水:极性最强:优点:安全,经济易得缺点:水提取液(尤其是含糖及蛋白质者)易霉变,难以保存,且不易浓缩和滤过。 亲水性有机溶剂:指甲醇、乙醇、丙酮等极性较大且能与水相互混溶的有机溶剂。(故不能萃取)优点:提取范围较广,效率较高,提取液易于保存,滤过和回收。缺点:易燃,价格较贵,有些溶剂毒性较大。 亲脂性有机溶剂:与水不相混溶,具较强选择性,如石油醚、苯、乙醚、氯仿、乙酸乙酯等。优点:提取液易浓缩回收缺点:穿透力较强,需长时间反复提取,毒性大,易燃,价格较贵,设备要求高。 影响提取效果的因素 :溶剂提取的效果主要取决于选择合适的溶剂和提取方法。此外,原料的粉碎程度,提取温度, 浓度差,提取时间,操作压力,原料与溶剂的相对运动等因素也不同程度地影响提取效果。 原料的粉碎程度:原料经粉碎后粒度变小,浸出速度加快,但粉碎度过高,并不利于浸出,一般而言粒度以20-60目为适。浸出温度:扩散速度加快有利于浸提,并且温度适当升高,可 使原料中的蛋白质凝固、酶破坏而增加浸提液的稳定性,但温度过高,会破坏不赖热的成分,并且导致浸提液的品质劣变。一般浸出温度控制在60-100℃。浓度差:浓度差越大,扩散推动力越大,越有利于提高浸出效率。浸提时间:原料中的成分随提取时间延长,提取的得率增加,一般而言,热提1~3h,乙醇加热回流提取1~2h。

液-液萃取分离法

液-液萃取分离法 【摘要】液—液萃取分离法又称溶剂萃取分离法,简称萃取分离法。这种方法是利用与水不相混溶的有机溶剂同试液一起震荡,这时,一些组分进入有机相中,另一些组分仍留在水相中,从而达到分离富集的目的。如果被萃取组分是有色化合物,则可以取有机相宜接进行光度测定,这种方法称为萃取光度法。萃取光度法具有较高的灵敏度和选择性。 【关键字】液—液萃取分离法、亲水性、分配系数、螯合剂 液—液萃取分离法又称溶剂萃取分离法,简称萃取分离法。这种方法是利用与水不相混溶的有机溶剂同试液一起震荡,这时,一些组分进入有机相中,另一些组分仍留在水相中,从而达到分离富集的目的。 一. 萃取分离法的基本原理及重要参数 1.萃取过程的本质:根据物质对水的亲疏性不同,通过适当的处理将物质从水相中萃取到有机相,最终达到分离。 亲水性物质:易溶于水而难溶于有机溶剂的物质。如:无机盐类,含有一些亲水基团有机化合物常见的亲水基团有一OH,一SO3H,一NH2,=NH 等.疏水性或亲油性物质:具有难溶于水而易溶于有机溶剂的物质。如:有机化合物常见的疏水基团有烷基如一CH3,一C2H3,卤代烷基,苯基、萘基等物质含疏水基团越多,相对分子质量越大,其疏水性越强2.分配系数和分配比 (1)分配系数 分配系数的含义:用有机溶剂从水相中萃取溶质A时,如果溶质A在两相中存在的型体相同,平衡时溶质在有机相的活度与水相的活度之比称为分配系数,用KD表示。萃取体系和温度恒定,KD为一常数。在稀溶液中可以用浓度代替活度。 (2)分配比 分配比的含义:将溶质在有机相中的各种存在形式的总浓度CO和在水相中的各种存在形式的总浓度CW之比,称为分配比. 示例:CCl4——水萃取体系萃取OsO4在水相中Os(VIII)以OsO4,OsO52-和HOsO5-三种形式存在在有机相中以OsO4和(OsO4)4两种形式存在。 (3)分配系数与分配比 当溶质在两相中以相同的单一形式存在,且溶液较稀,KD=D。如: CCl4——水萃取体

萃取与分离技术 萃取基本概念及分离方法

模块三萃取技术 学习目标 知识目标 1.掌握萃取操作的基本知识、三角形相图、相平衡关系、单级萃取操作的工艺计算;掌握萃取操作的适用场合;掌握萃取操作、常见事故及其处理方法。 2.理解萃取过程的基本原理,理解萃取操作过程的控制与调节。 3.了解各种萃取操作的基本流程,了解各种萃取设备的结构、特点及其选择方法。能力目标 1.能够用三角形相图表示萃取操作过程,分析萃取操作过程的影响因素,并 能够进行萃取剂的选择,液—液萃取操作的选择。 2.能够了解萃取操作的开停车,常见事故及其处理方法。 素质目标 1.培养学生工程技术观念; 2.培养学生独立思考的能力,逻辑思维的能力; 3.培养学生能应用所学知识解决工程实际问题的能力。 任务单 东方化工集团有限分司,乙酸水溶 液中回收乙酸,这一过程中使用萃取 的方式进行,要求处理量为每批1t, 其中乙酸含量为50%(质量百分率 下同),要求最终乙酸的组成达70% 以上。完成下列任务: (1)确定回收方法; (2)选用适宜的萃取剂; (3)选用合适的萃取设备; (4)计算萃取剂用量。

萃取基本概念及分离方法的任务单(18-1) 班级________组别_____姓名__________组员名单______________________ 基本概念 常用术语萃取: 萃取剂: 萃取相: 萃余相: 萃取液: 萃余液: 溶质: 原溶剂(稀释剂): 溶解溶解度曲线: 连接线(共轭线): 共轭液层(共轭相): 辅助曲线: 临界混熔点: 分配曲线: 分配系数: 萃取操作的分类及适用场合 萃取操作的分类 适用场合 建议选用分离方法 得分

萃取基本概念及分离方法的任务单(18-1) 班级________组别_____姓名__________组员名单______________________ 基本概念 常用术语萃取:利用混合物中的各组份在溶剂中的溶解度的不同,而达到混合物分离的目的。萃取剂:萃取剂:所选用的溶剂。 萃取相:以萃取剂为主溶有溶质的相。E 萃余相:以原溶剂为主溶质含量较低的相。R 萃取液:除去萃取相中的溶剂而得到的液体。E’ 萃余液:除去萃余相中的溶剂而得到的液体。R’ 溶质:混合物中被分离出的组份。A 原溶剂(稀释剂):原混合物中与溶剂不互溶或仅部分互溶的组份。 溶解溶解度曲线:将代表诸平衡液层的组成坐标点连接起来的曲线。 连接线(共轭线):萃取相E和萃余相R两点的联线。 共轭液层(共轭相):二元混合物中加入适量的萃取剂,即形成了二个液层萃取相E和萃余相R,把达到平衡时的两个液层称为“共轭液层或共轭相”。 辅助曲线:分别过共轭液层的两点作三角形任意两条边的平行线,其交点的连线。 临界混熔点:辅助曲线与溶解度曲线的交点。 分配曲线:将三角形相图中各组相对应的平衡液层中溶质A的浓度转移到x-y直角坐标上,所到的曲线。 分配系数:组份在萃取相E中浓度与其在萃余相R中的浓度之比值。 萃取操作的分类及适用场合 萃取操作的分类物理萃取:利用溶剂对欲分离的组份具有较大的溶解能力,溶质通过扩散作用转移到溶剂中,从而达到分离的目的的过程。 化学萃取:由于化学作用,溶剂选择性地与溶质化合或络合,从而帮助溶质重新分配,达到分离目的的过程。 适用场合(1)原料液中各组分间的相对挥发度接近于1或形成恒沸物。若采用蒸馏方法不能分离或很不经济; (2)原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分。若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化,能耗较大; (3)原料液中需分离的组分是热敏性物质。这种物料蒸馏时易于分解、聚合或发生其它变化。 (4)高沸点有机物的分离。用萃取方法代替技术很高的真空蒸馏、分子蒸馏,可降低能量消耗。 建议选用分离方法 得分

各类提取分离方法

总述 1)提取前文献查阅综述和药材生药鉴定2)提取方法 ①粉碎成粗粉 ②有机溶剂法和水提法③水蒸气蒸馏法④升华法 3)分离纯化法 ①根据物质溶解度的不同进行分离 a.温度不同,溶解度不同 b.改变溶液的极性去杂 c.酸碱法 d.沉淀法 ②根据物质分配比不同极性分离 a.液-液萃取法 b.反流分布法 c.液滴逆流层析法 d.高速逆流层析法 e.GC法 f.LC法:LC分配层析载体主要有---硅胶,硅藻土,纤维素等;有正反相之分;压力有低、中、高之分;载量有分析、制备之分。 ③根据物质吸附性不同极性分离 a.※极性吸附剂(如SiO2,Al2O3...)极性强,吸附力大 ※非极性吸附剂(如活性炭-对非极性化合物的吸附力强(洗脱时洗脱力随洗脱剂的极性降低而增大)。 b.化合物的极性大小依化合物的官能团的极性大小 而定; 溶剂的极性大小可按其介电常数(e)大小排列

(极性渐大> ): 己烷苯无水乙醚CHCl3AcOEt乙醇甲醇水e 1.88 2.29 4.47 5.20 6.1126.0 31.2 81.0 c.氢键力吸附聚酰胺吸附层析--洗脱剂的洗脱力由小到大为: 水> 甲醇> 丙酮> NaOH液> 甲酰胺> 尿素水液 ④根据物质分子的大小进行分离 如葡萄糖凝胶(Sephadex G and LH-20...)过泸法等 ⑤根据物质解离程度不同的分离法离子交换法: 强酸:-SO3H 强碱:-N+(CH3)3Cl- 弱酸:-CO2H 弱碱:-NH2(NH,N) 一、糖及苷类的提取和分离 1 溶剂处理法 2 铅盐沉淀法 3 大孔树脂处理法

4 柱色谱分离法 二 醌类化合物的提取和分离 一 提取方法: 一般选用甲醇或乙醇为溶剂,可同时将游离态和成苷的蒽醌类化合物从药材中提取出来,浓缩后再依次用有机溶剂提取(多用索氏提取法),可根据极性大小不同进行初步分离(如将苷和苷元分开)。 对于多羟基蒽醌或具有羧基的蒽醌(如大黄酸),在植物体内多以盐的形式存在,难以被有机溶剂溶出,提取前应先酸化使之游 中 药 Et O H EtOH 提取物 减压回收E t O H 浓缩物 H C l 3提取 Et 2O 3 t O A c 提取 E t O A c 提取液 残留物 (含单糖苷或含糖较少的苷) n-B u O H 提取 n-B u O H 提取液(含糖较多的苷)

分离技术及在化工生产中的应用

分离技术及在化工生产中的应用 摘要:主要介绍了膜分离技术、超滤技术、新型吸附技术、微波萃取、耦合分离技术的原理、现状、化工生产中的应用及发展趋势。 关键词:膜分离技术;超滤技术;新型吸附技术;微波萃取;耦合分离 前言 化工分离技术是化学工程的一个重要分支,无论是石油炼制、塑料化纤、湿法冶金、同位素分离,还是生物制品的精制、纳米材料的制备、烟道气的脱硫和化肥农药的生产等等都离不开化工分离技术。 化工生产中的原料和产物绝大多数都是混合物,需要利用体系中各组分物性的差别或借助于分离剂使混合物得到分离提纯。它往往是获得合格产品、充分利用资源和控制环境污染的关键步骤。伴随着化工行业的快速发展,分离技术也获得了高速的发展。一方面,对传统分离技术的研究和应用不断进步,分离效率提高,处理能力加大,工程放大问题逐步得到解决,新型分离装置不断出现;另一方面,为了适应技术进步提出了新的分离要求,膜分离技术、超临界萃取技术、吸附技术等现有分离技术的开发、研究和应用已成为分离工程研究的前沿课题。 1 膜分离技术在化工生产中的应用 膜分离技术是一种借助外界能量或化学位的推动,以选择性透过膜为分离介质,对两组分或多组分气体或液体进行分离、分级和富集的。与传统分离方法(蒸发、萃取或离子交换等)相比,它是在常温下操作,没有相变,最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩;具有高效、节能,工艺过程简单,投资少,污染小等优点, 因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。 膜技术被认为是固液分离的新型技术,由于化工母液具有高温、高压、强腐蚀的特点,因此对膜分离过程提出了更高的要求。 郑捷[1] 利用膜分离方法提取合成氨施放气中的氢,通过二级膜分离流程,回收氢的浓度达98%以上,回收的氢用于合成氨生产可增产2%~3%,加上节电等效应,因此能给企业带来明显的经济效益。李仲民[2]在实验中利用超滤法回收造纸黑液中的木质素,结果显示能回收95.9%木质素。赵宜江[3]利用陶瓷微滤膜澄清钛白废酸,研究结果显示陶瓷膜对钛白废酸具有很好的澄清效果, 渗透液浊度小于0.5NTU,并提出了压力、温度、浓度与通量的相互关系。王志斌[4]等人用微滤膜对天然脱落酸进行了分离研究, 结果发现在一定操作工艺条件下能有效的除去母液中的水分。周花[5]等人采用SNF- 150 膜对活性红3BS进行了脱盐浓缩研究, 结果发现染料的着色强度达到150%左右,提高了约50%;料液浓缩达3倍,染料的固含量从11.7%提高到20%~30%,且中试设备的平稳膜通量可达50 L/m2·h 以上。柴红[6]等人用CA 钠滤膜对苯胺蓝染料水溶液的脱盐浓缩进行了研究,结果发现染料的截留率大于99.9%,总脱盐率达到51%,染料的浓度提高了2.76倍,回收率达到约97%。何毅[7]等人利用CA50 纳滤膜对水溶性黄染料进行了分离试验研究,结果表明,纳滤技术能将主体染料的纯度提高20%,且染料工业的经济、环境和社会效益得到了显著提高,杨刚[8]等人利用CA 纳滤膜对荧光增白染料进行了过滤研究,结果表明Nacl 浓度由 1.05mol/L降到0.023 mol/L,NT浓度由0.14 mol/L提高到0.25 mol/L以上,且NT产品稳度和白度提

萃取分离法

萃取分离法 1,按萃取的目的,粗去方法可大致分为两类,一类称“完全萃取”,他是要将一个样品中的某个物质全部萃取出,这种萃取常称为提取。如用大量的溶解度高的二甲基甲酰胺从橘皮中提取出橙皮苷而使溶解性差的细胞壁物质残留。另一类成为选择性萃取,他是用于比较困难的分离过程。如金属离子混合物的分离;化学标准品如光谱纯试剂的纯化制备。2,溶剂萃取按萃取原理的不同,可分为两类:一类为物理萃取,这些萃取是基于被萃取物在水相和有机相(或反相胶团)中溶解度不同来实现的。另一类为化学萃取。 3,溶剂萃取的有机相涉及两个概念,萃取剂和萃取溶剂。萃取剂是指被萃取物有化学反应,而能是被萃取物被萃入有机相的试剂。而用于稀释萃取剂的有机相溶剂被称为萃取溶剂(准确称为稀释剂)。 4,在分析化学中选择萃取剂的原则是: a)对萃取物有高的分配比,以保证尽可能地萃取出被萃取物; b)萃取剂对被萃取物的选择性要好,即对需分离的共存物具有足够大的分离因子; c)萃取剂对后面的分析测定没有影响,否则需要反萃除去; d)毒性小,容易制备。 5,所谓反萃,是指在溶剂萃取中常不可缺少的一后处理步骤。反萃即是使用在萃取步骤时,被萃取物最不易被萃取的这种条件,将被萃取物萃取回纯的水相,而与萃取剂分离。6,根据所形成的被萃取物质的不同,可把萃取体系分成以下几类:螯合物萃取体系,离子缔合物萃取体系,三元络合物萃取体系,共萃取体系,酸性磷类萃取体系等。 7,反胶团萃取 a)微胶团概述:反胶团萃取也类似于水-有机溶剂的液液萃取,但他是李永乐表面活性 剂在有机相形成的反胶团水池的双电层与蛋白质的静电吸引作用,而将不同极性 (等电点)、不同分子量的蛋白质选择性地萃取到有机相,达到分离的目的。 b)将表面活性剂溶于水中,当其浓度超过临界胶束浓度时表面活性剂就会在水溶液中 聚集在一起形成聚合体,称为胶束。 c)表面活性剂是由亲水憎油的极性基团和亲油憎水的非极性基团两部分组成的两性 分子,可分为:阴离子表面活性剂(脂肪醇硫酸酯盐等)、阳离子表面活性剂(十 六烷基三甲基季铵溴化物等)、非离子表面活性剂(烷基酚类聚醚等) d)形成反胶团的条件:加入的表面活性剂在有机相中的浓度达临界胶束浓度值以上。 e)反相微萃取的原理:表面活性剂有表面聚集的倾向,在宏观有机相和水相界面的表 面活性剂层,同临界的蛋白质发生静电作用而变形,从而接着在两相界面形成包含

黄酮类化合物的提取分离方法

一.黄酮类化合物的提取分离方法 1.1 按所用溶剂不同分类 (1)热水提取法(以水作溶剂)---------- 灵芝多糖热水提取 (2)有机溶剂萃取法-----------生产茶多酚工业试验、乳酸 (3)碱提取酸沉淀法.---------- 橙皮苷、黄芩苷、芦丁等都可用此法提取. 2.按提取条件不同分类 (1)回流提取法----------从苦楝树皮中提取苦楝素 (2)索式提取法----------柑橘属类黄酮 (3)微波辅助提取法----------采用微波辅助法从黎蒿中提取黄酮类化合物 (4)超声提取法----------提取山楂中黄酮类物质 (5)超滤法----------黄岑甙 (6)酶提取法----------采用纤维素酶对红景天进行酶解处理,可提高黄酮类物质的浸出率 (7)超临界流体提取法----------竹叶黄酮、从干姜片中提取挥发油 3.1 PH 梯度萃取法:石榴果皮褐变产物、葛花总异黄酮 3.2高效液相色谱分析法:五味子、葛根 3.3高速逆流色谱分离法:甘草、分离蜜环菌发酵液乙醇提取部位 4.4柱色谱法 (1)硅胶柱色谱:姜黄素 (2)聚酰胺柱色谱:紫锥菊 (3)葡聚糖凝胶柱色谱:回心草、茵陈蒿 (4)大孔吸附树脂分离法:川草乌、三七总皂甙 二. 槐米中芸香苷(芦丁)的提取方法有哪些?(设计) 方法:渗漉法、煎煮法、回流提取法 (1) 槐米粗粉20g 提取液 药渣 滤液 沉淀 热水或乙醇重结晶 芸香苷结晶 碱溶酸沉法提取分离槐米中芸香苷的流程图 (2)取30g 槐花米,置于250mL 烧杯中,加入0.4%硼砂沸水200ml ,在搅拌下缓缓加入石灰乳调节pH=8~9,在此pH 下保持微沸20~30min ,趁热用棉花滤过,残渣再加水,同上法再煎一次,趁热抽滤。合并滤液,在60~70℃下用浓盐酸调至pH=4—5,静置。 提 碱 取 溶 分 酸 离 沉

废水中有机物质萃取分离的应用实例

废水中有机物质萃取分离的应用实例 1、废水中醋酸的萃取分离 醋酸是一种用途广泛的化工产品。它可用作生产乙烯塑料、粘合剂、纺织涂料及轧胶漆的原料,也可以用来生产醋酸酐、各种醋酸酯及氯乙酸、醋酸盐。在醋酸的生产过程中及以醋酸为原料或溶剂的产品生产过程中都会产生含量不等(百分之几到百分之几十)的醋酸溶液,其中很大一部分是5%以下醋酸稀溶液。由于醋酸稀溶液回收价值不大,一些企业不对其进行处理和回收而直接排放,既污染环境又浪费资源。如何有效地处理和回收废水中醋酸一直是人们十分关注的研究课题。 (1)物理溶剂萃取工艺 多年来,研究者对醋酸溶液的萃取分离工艺进行了大量的研究工作,得到了很多有价值的研究结果。在同系列溶剂中,碳链越短,分配系数越高。尽管醇和酮能提供相对较高的分配系数,但是在再生过程中醇易与醋酸发生酯化反应,而酮与水不能形成共沸,因此它们很少被工业上采用。醋酸酯和醚是工业上常用的萃取剂。实际废水中盐的存在不仅可以大大提高醋酸的分配系数,而且可以降低溶剂在水中的溶解度。 (2)络合溶剂萃取工艺 随着磷氧类溶剂分子中烷氧基个数的减少,分配系数增加。三丁基氧膦可提供的分配系数达4.5。三辛基氧膦也可提供相当高的分配系数,且水中溶解度低(小于1mol/L)、萃水量小。与磷氧类萃取剂相比,胺类萃取剂具有价格低及萃取效率高的特点。伯胺的水中溶解度高,仲胺在溶剂再生过程中易于醋酸发生不可逆的酰胺化反应。长链叔胺(TOA)在水中溶解度小于10mg/L,且热稳定性好,因此它是最常用的一种络合萃取剂。 2、废水中酚类物质的萃取分离 含酚废水是一种污染范围广、危害性很大的工业废水,国内外一直对工业含酚废水的排放严格加以控制。另一方面,酚类又是重要的化工原料之一。随着化学工业的发展和环境保护的严格标准的实施,含酚废水的治理和回收日益成为人们关注的问题。溶剂萃取法是工业上常用的一种脱酚方法。溶剂萃取脱酚法的工艺主要有两种:物理萃取脱酚工艺及络合萃取脱酚工艺。 (1)物理溶剂萃取脱酚工艺物理萃取脱酚工艺中主要采用苯、重苯、重溶剂油、醋酸丁酯、异丙醚等溶剂,它们对苯酚均能提供较高的分配系数。对苯酚分配系数越高的溶剂,

溶剂萃取分离法

溶剂萃取分离法 萃取分离法包括液相-液相、固相-液相和气相-液相等几种方法,但应用最广泛的为液-液萃取分离法(亦称溶剂萃取分离法)。该法常用一种与水不相溶的有机溶剂与试液一起混合振荡,然后搁置分层,这时便有一种或几种组分转入有机相中,而另一些组分则仍留在试液中,从而达到分离的目的。 溶剂萃取分离法既可用于常量元素的分离又适用于痕量元素的分离与富集,而且方法简单、快速。如果萃取的组分是有色化合物,便可直接进行比色测定,称为萃取比色法。这种方法具有较高的灵敏度和选择性。 一、萃取分离的基本原理 (一)萃取过程的本质 根据相似相溶规则,将物质由亲水性转化为疏水性。 极性化合物易溶于极性的溶剂中,而非极性化合物易溶于非极性的溶剂中,这一规律称为“相似相溶原则”。例如I2是一种非极性化合物、CCl4是非极性溶剂,水是极性溶剂,所以I2易溶于CCl4而难溶于水。当用等体积的CCl4从I2的水溶液中提取I2时,萃取百分率可达98.8%。又如用水可以从丙醇和溴丙烷的混合液,萃取极性的丙醇。常用的非极性溶剂有:酮类、醚类、苯、CCl4和CHCl3等。 无机化合物在水溶液中受水分子极性的作用,电离成为带电荷的亲水性离子,并进一步结合成为水合离子,而易溶于水中。如果要从水溶液中萃取水合离子,显然是比较困难的。为了从水溶液中萃取某种金属离子,就必须设法脱去水合离子周围的水分子,并中和所带的电荷,使之变成极性很弱的可溶于有机溶剂的化合物,就是说将亲水性的离子变成疏水性的化合物。为此,常加入某种试剂使之与被萃取的金属离子作用,生成一种不带电荷的易溶于有机溶剂的分子,然后用有机溶剂萃取。例如Ni2+在水溶液中是亲水性的,以水合离子Ni(H2O)62+的状态存在。如果在氨性溶液中,加人丁二酮肟试剂,生成疏水性的丁二酮肟镍螯合物分子,它不带电荷并由硫水基团取许代了水合离子中的水分子,成为亲有机溶剂的硫水性化合物,即可用CHCl3萃取。 (二)分配系数 设物质A在萃取过程中分配在不互溶的水相和有机相中: A有= A水

液-液萃取分离法

液-液萃取分离法 (单位:天水师范学院生命科学与化学学院07应用化学一班) 作者:李锦华 学号:272060113 【摘要】液—液萃取分离法又称溶剂萃取分离法,简称萃取分离法。这种方法是利用与水不相混溶的有机溶剂同试液一起震荡,这时,一些组分进入有机相中,另一些组分仍留在水相中,从而达到分离富集的目的。如果被萃取组分是有色化合物,则可以取有机相宜接进行光度测定,这种方法称为萃取光度法。萃取光度法具有较高的灵敏度和选择性。 【关键字】液—液萃取分离法、亲水性、分配系数、螯合剂 液—液萃取分离法又称溶剂萃取分离法,简称萃取分离法。这种方法是利用与水不相混溶的有机溶剂同试液一起震荡,这时,一些组分进入有机相中,另一些组分仍留在水相中,从而达到分离富集的目的。 一. 萃取分离法的基本原理及重要参数 1.萃取过程的本质:根据物质对水的亲疏性不同,通过适当的处理将物质从水相中萃取到有机相,最终达到分离。 亲水性物质:易溶于水而难溶于有机溶剂的物质。如:无机盐类,含有一些亲水基团有机化合物常见的亲水基团有一OH,一SO3H,一NH2,=NH 等.疏水性或亲油性物质:具有难溶于水而易溶于有机溶剂的物质。如:有机化合物常见的疏水基团有烷基如一CH3,一C2H3,卤代烷基,苯基、萘基等物质含疏水基团越多,相对分子质量越大,其疏水性越强2.分配系数和分配比 (1)分配系数 分配系数的含义:用有机溶剂从水相中萃取溶质A时,如果溶质A在两相中存在的型体相同,平衡时溶质在有机相的活度与水相的活度之比称为分配系数,用KD表示。萃取体系和温度恒定,KD为一常数。在稀溶液中可以用浓度代替活度。 (2)分配比 分配比的含义:将溶质在有机相中的各种存在形式的总浓度CO和在水相中的各种存在形式的总浓度CW之比,称为分配比. 示例:CCl4——水萃取体系萃取OsO4在水相中Os(VIII)以OsO4,OsO52-和HOsO5-三种形

分离方法探讨:萃取分离法的原理,特点、应用及进展

分离方法探讨:萃取分离法的原理,特点、应用及进展 摘要 近年关于萃取技术研究进展很快,各种萃取方法层出不穷但各有其优缺点,现通过对几种比较流行的萃取方法进行总结归纳,并对未来萃取分离技术进展的特点做些分析。随着科技水平发展以及对于各种科研需要关于萃取技术这方面的研究不断更新,新的方法不断研究出来,本文简单归纳介绍了以下几种常用方法:1.固相萃取技术 2.亚临界水萃取技术3.液相微萃取技术。另外补充说明近年来我国稀土工业发展中萃取技术的应用情况和未来的发展趋势。 关键词:萃取分离;分离过程;发展趋势 引言 分离过程是将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作[1]。在化工生产中,分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料,清除对反应或催化剂有害的杂质,减少副反应和提高收率;另一方面对反应产物进行分离提纯,得到合格的产品,并且使未反应的物料循环利用,对生成的三废进行末端治理。对于大型的石油工业和以化学反应为中心的石油化工生产过程,分离装置的费用占总投资的50%~90 oA。因此,分离操作在提高石油化工生产过程的经济效益和产品质量中起着举足轻重的作用。此外,分离操作也广泛应用于医药、材料、冶金、食品、生化、原子能和环境治理等领域。 传统的提取物质中有效成分的方法复杂,而且产品的纯度不高易含有有毒有害物质在其中。萃取分离法是一种新型的分离技术,是将样品中的目标化合物选择性的转移到另一相中或选择性的保留在原来的相中,从而使目标化合物与原来的复杂基体相互分离方法。通过萃取分离这个重要单元操作步骤,可以达到产品提纯率高,纯度好,能耗低等优点。这种方法不仅在化工医药领域得到广泛应用,而且在食品,烟草,香料,稀土行业得到极大认可。随着科技的更新和进步,萃取分离技术也在不断的改进优化,新型的萃取分离技术不断出现并完善,这项技术在未来具有广阔的发展前景。 文献研究综述 1.1萃取原理 萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,

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