天津商业大学：《生物工艺学》课程PPT教学课件（下）第二十章 吸附

20 吸 附

20 吸 附

吸附现象 A rain – damp; B 冰箱除异味 C 变色硅胶

吸附现象 A rain – damp; B 冰箱除异味 C 变色硅胶

20.1 吸附过程理论基础 20.1.1 基本概念 吸附 溶质从液相或气相转移到固相的现象。(该 过程包括两相:液相(气相)→固相) 表面能发生吸附作用的固体称为吸附剂(吸 附介质),一般为多孔微粒或多孔膜.被吸附的 溶质称为吸附物

20.1 吸附过程理论基础 20.1.1 基本概念 吸附 溶质从液相或气相转移到固相的现象。(该 过程包括两相:液相(气相)→固相) 表面能发生吸附作用的固体称为吸附剂(吸 附介质),一般为多孔微粒或多孔膜.被吸附的 溶质称为吸附物

吸附机制： 固体表面分子(或原子)处 于特殊的状态。固体内部 分子所受的力是对称的， 故彼此处于平衡。但在界 面分子的力场是不饱和的， 即存在一种固体的表面力， 它能从外界吸附分子、原 子、或离子，并在吸附表 面上形成多分子层或单分 子层

吸附机制： 固体表面分子(或原子)处 于特殊的状态。固体内部 分子所受的力是对称的， 故彼此处于平衡。但在界 面分子的力场是不饱和的， 即存在一种固体的表面力， 它能从外界吸附分子、原 子、或离子，并在吸附表 面上形成多分子层或单分 子层

吸附作用: 物质从气体或液体浓缩到固体表面 从而实现分离的过程 吸附剂: 在表面上能发生吸附作用的固体 吸附物: 被吸附的物质

吸附作用: 物质从气体或液体浓缩到固体表面 从而实现分离的过程 吸附剂: 在表面上能发生吸附作用的固体 吸附物: 被吸附的物质

吸附法的特点： ① 常用于从稀溶液中将溶质分离出来，由于受固 体吸附剂的限制，处理能力较小； ② 对溶质的作用较小，这一点在蛋白质分离中特 别重要； ③ 可直接从发酵液中分离所需的产物，成为发酵 与分离的耦合过程，从而可消除某些产物对微 生物的抑制作用； ④ 溶质和吸附剂之间的相互作用及吸附平衡关系 通常是非线性关系，故设计比较复杂，实验的 工作量较大

吸附法的特点： ① 常用于从稀溶液中将溶质分离出来，由于受固 体吸附剂的限制，处理能力较小； ② 对溶质的作用较小，这一点在蛋白质分离中特 别重要； ③ 可直接从发酵液中分离所需的产物，成为发酵 与分离的耦合过程，从而可消除某些产物对微 生物的抑制作用； ④ 溶质和吸附剂之间的相互作用及吸附平衡关系 通常是非线性关系，故设计比较复杂，实验的 工作量较大

优点： ✓ 有机溶剂掺入少 ✓ 操作简便，安全，设备简单 ✓ pH变化小，适于稳定性差的物质 缺点： ✓ 选择性差 ✓ 收率低 ✓ 无机吸附剂性能不稳定 ✓ 不能连续操作，劳动强度大 ✓ 碳粉等吸附剂有粉尘污染

优点： ✓ 有机溶剂掺入少 ✓ 操作简便，安全，设备简单 ✓ pH变化小，适于稳定性差的物质 缺点： ✓ 选择性差 ✓ 收率低 ✓ 无机吸附剂性能不稳定 ✓ 不能连续操作，劳动强度大 ✓ 碳粉等吸附剂有粉尘污染

20.1.2 吸 附 的 类 型 物理吸附: 吸附剂和吸附物通过分子力产生的吸附。 特点 ✓ 是放热过程 ✓ 吸附物分子状态变化不大，需要的活化能很小，多 数在较低温下进行。 ✓ 达吸附平衡时间非常短 ✓ 吸附过程可逆

20.1.2 吸 附 的 类 型 物理吸附: 吸附剂和吸附物通过分子力产生的吸附。 特点 ✓ 是放热过程 ✓ 吸附物分子状态变化不大，需要的活化能很小，多 数在较低温下进行。 ✓ 达吸附平衡时间非常短 ✓ 吸附过程可逆

化学吸附： 化学吸附是由于吸附剂和吸附物之间的电 子转移，发生化学反应而产生。 特点 ✓释放大量的热 ✓单分子层吸附，稳定，不易解吸

化学吸附： 化学吸附是由于吸附剂和吸附物之间的电 子转移，发生化学反应而产生。 特点 ✓释放大量的热 ✓单分子层吸附，稳定，不易解吸

交换吸附 1 st 极性吸附: 吸附剂表面如为极性分子所组 成，则会吸引溶液中逞相反极性的物质或离子 而形成双电层，这种吸附称为极性吸附。 2 nd 离子交换: 在吸附剂与溶液间发生离子交 换，即吸附剂吸附离子后，它同时要放出等当 量的离子于溶液中。 吸附剂表面键合的离子基团或可离子化基团, 通过静电引力吸附带有相反电荷的离子,吸附过 程发生电子转移

交换吸附 1 st 极性吸附: 吸附剂表面如为极性分子所组 成，则会吸引溶液中逞相反极性的物质或离子 而形成双电层，这种吸附称为极性吸附。 2 nd 离子交换: 在吸附剂与溶液间发生离子交 换，即吸附剂吸附离子后，它同时要放出等当 量的离子于溶液中。 吸附剂表面键合的离子基团或可离子化基团, 通过静电引力吸附带有相反电荷的离子,吸附过 程发生电子转移