离子交换分离工程

❶ 离子交换层析中流出物质顺序是什么

若用离子交换层析分离物质，以蛋白质为例，离子交换层析中，基质是由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的称之阴离子交换树脂；而带有负电荷的称之阳离子树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。

由于蛋白质也有等电点，当蛋白质处于不同的pH条件下，其带电状况也不同。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质，所以这类蛋白质被留在柱子上，然后通过提高洗脱液中的盐浓度等措施，将吸附在柱子上的蛋白质洗脱下来。结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。

反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质，结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。

(1)离子交换分离工程扩展阅读：

对于离子交换纤维素要用流水洗去少量碎的不易沉淀的颗粒，以保证有较好的均匀度，对于已溶胀好的产品则不必经这一步骤。

溶胀的交换剂使用前要用稀酸或稀碱处理，使之成为带H+或OH-的交换剂型。阴离子交换剂常用“碱-酸-碱”处理，使最终转为-OH-型或盐型交换剂；对于阳离子交换剂则用“酸-碱-酸”处理，使最终转为-H-型交换剂。

梯度不要上升太快，要恰好使移动的区带在快到柱末端时达到解吸状态。目的物的过早解吸，会引起区带扩散；而目的物的过晚解吸会使峰形过宽。

❷ 离子交换层析可用于哪些种类蛋白质的分离

离子交换层析是利用蛋白质在不同PH带不同种电荷的方法，利用离子交换的方法分离专蛋白的。
离子交换属内的介质一般是树脂，阳离子交换型的，使用前树脂先用碱处理成钠型，将氨基酸混合液（pH=2-3)上柱，pH=2-3时，氨基酸主要以阳离子形式存在，与树脂上的钠离子发生交换而被“挂”在树脂上，再用洗脱剂洗脱。不同的氨基酸（带的电荷不同）与树脂的亲和力不同，要将其分离洗脱下来，需要降低它们之间的亲和力，方法是逐步提高洗脱剂的pH和盐浓度，这样各种氨基酸将以不同的速度被洗脱下来，反之亦然。

不同反荷离子与树脂亲和力是不同的，其强弱关系为阳性竞争离子：Ag+〉CS+〉K+〉NH4+〉Na+〉H+〉Li+ 阴性竞争离子：I->NO3->(PO4)3->CN-〉HSO3-〉Mg2+〉HCO3-〉HCOO-〉CH3COO-〉OH-〉F- 如果某种离子溶液洗脱效果不好，可用另一种亲和力强的离子代替之，等电点＞7选择阳离子交换树脂，等电点＜7选择阴离子交换树脂。

❸ 从离子交换角度出发，自己设计一个方案用离子交换吸附法从链霉素发酵液中分离纯化链霉素

P133-134 8、说明离子交换剂的再生方法。P134-135 9、参阅思考题8(P137),设计采用离子交换吸附法从链霉素发酵液的过滤液 中分离纯化链霉素的方法

❹ 什么是离子交换过程,影响离子交换过程的因素有哪些

离子交换是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的.它是一种属于传质分离过程的单元操作.
离子交换法
一、前言
离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中.
离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状,其大小约为0.1mm,其离子交换能力依其交换能力特征可分：
1.
强酸型阳离子交换树脂：主要含有强酸性的反应基如磺酸基（－SO3H）,此离子交换树脂可以交换所有的阳离子.
2.
弱酸型阳离子交换树脂：具有较弱的反应基如羧基（－COOH基）,此离子交换树脂仅可交换弱碱中的阳离子如Ca2+、Mg2+,对于强碱中的离子如Ca2+、K+等无法进行交换.
3.
强碱型阴离子交换树脂：主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之－N+(CH3)3,在氢氧形式下,－N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出,以进行交换,强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除.
4.
弱碱型阴离子交换树脂：具有较弱的反应基如氨基,仅能去除强酸中的阴离子如SO42-,Cl－或NO3－,对于HCO3－,CO32－或SiO42－则无法去除.
不论是离子交换树脂或是沸石,都有其一定的可交换基浓度,称为离子交换容量(ion exchange capacity).对阳离子交换树脂而言,大约在200~500meq/100g.因为阳离子交换为一化学反应,故必须遵守质量平衡定律.离子交换树脂的一般方程式可以表示如下：
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离子交换的基本知识
为了除去水中离子态杂质,现在采用得最普遍的方法是离子交换.这种方法可以将水中离子态杂质清除得以较彻底,因而能制得很纯的水.所以,在热力发电厂锅炉用水的制备工艺中,它是一个必要的步骤.
离子交换处理,必须用一种称做离子交换剂的物质（简称交换剂）来进行.这种物质遇水时,可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换,离子交换剂的种类很多,有天然和人造、有机和无机、阳离子型和阴离子型等之分,大概情况如表所示.此外,按结构特征来分,还有大孔型和凝胶型等.
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❺ 离子交换分离法的应用

1 水处理，这是离子交换法最主要的应用领域。
最早的离子交换法应用是从工业锅炉用水的处理开始的，水中所含的钙、镁离子会使锅炉结垢，导致锅炉效率降低，久之还有爆炸风险，人们先后采用天然泡沸石、磺化煤、离子交换树脂等解决了这一问题，也带动了离子交换法在其他水处理领域，尤其是饮用水处理领域的应用。常见的离子有硬水软化处理。
2 分离纯化，冶金、医药、有机合成。
金属盐、有机酸、胺、氨基酸等能够产生的离子都能够被吸附到离子交换剂上，进而富集，从而达到 分离的效果，这个方法在分离工程中应用广泛，尤其是在低浓度大批量样品的处理中效果显著。
除了分离某一种特定物质 外，还可以利用离子交换层析等方法，批次分离多种物质。
3 催化剂
离子交换剂分为酸性、碱性、中性等种类，而不少化学反应需要酸性、碱性等物质作为催化剂，离子交换剂大量易得，使用方便，分离容易，可以作为很好的传统酸碱催化剂替代品使用。

❻ 在蒸馏分离,离子交换分离和沉淀分离过程中,涉及的最主要的分子间相互作用是什么

蒸馏分离 涉及 是范德华力 ，离子交换 涉及的是化学键，沉淀分离 的原理不涉及化学作用，利用的是溶解度的不同，涉及的相互作用也是物理作用

❼ 试分析电渗析分离法与离子交换分离法和电泳分离法的区别与联系

一类单元操作的传质为各种均匀混合物的主要理论依据。早在公元前，人们会知道从矿石，这是最早的传质应用中的分离过程的植物提取金属和药品的方法。在现代化工产业的发展过程中，质量分离过程中发挥了特别重要的作用。如：传质分离，得到氮纯氢气体混合物，氨的工业生产，能够;的原油被分离，以获得各种燃料油，润滑油和石化原料，这是基础石化;类似地，无分离和纯化，以获得高纯度的乙烯，丙烯，丁二烯，氯乙烯单体，就不可能生产出各种合成树脂，合成橡胶，纤维和合成纤维。几乎没有一个化学生产过程中不需要的原料或反应产物分离和纯化。用作传质分离装置参天塔是化工厂的最明显的迹象，并在分离过程的传质的应用不限于化学工业中，范围例如核工业用各种分离方法提取核燃料，以及治疗后的废物。它可以在现代生活中可以说，从航天飞机到海底，从生物的化学物质对环境的保护，从所述混合物分离分不开的。
通过物理和化学原理，在工业和质量分离的分离过程通常使用可分为平衡和速率分离分为两类：由单独的媒体的装置
平衡分离方法（如热，溶剂和吸附剂） ，以使所有相混合物体系的两相系统中，然后在混合物中的成分是在这两个阶段的相位平衡是不等同于根据所取得的分离的分配。根据状态可分为两个阶段：①气体（蒸汽）的液体传质过程，如蒸馏，吸收; ②液 - 液传质过程，诸如萃取; ③气（汽）固传质过程，如吸附，色层分离，分离泵参数; ④液固传质过程，如浸出，吸附，离子交换层析，分离和泵的其它参数。在这两个阶段的时候
平衡，您可以使用平衡的比例（或分配系数）文的关系，组分浓度，说：
其中yi和喜表示分两期组分i的浓度。对于命名为x和y相，根据气体或称为相汽相，萃取液萃取为y相的吸收，蒸馏的习惯。在一般情况下，平衡比取决于两相的组合物的温度和压力线的特性。 Ki和KJ的比例的两种组分的i和j平衡比称为分离因子αij：
在一些传质分离的过程中，该分离因子往往有专门的名称。例如：被称为蒸馏的相对挥发;被称为选择性提取系数。平衡一般比文价值观的分子较大，所以αij大于一。只要这两种组分的平衡比是不相等的（即αij≠1），可以通过平衡分离方法来分离，αij越大越容易分离。均衡的比例，最系统的分离系数并不大，平衡，可实现一次接触分离是非常有限的，你需要采取行动，以提高多级逆流分离。以适应各种系统和操作条件和分离的要求，以提供多种不同类型的传质设备中的相应的使用。下，在分离过程中的驱动力
率（密度差，压力差，温度差，像差量的电势）的效果，有时具有选择性渗透膜，利用各成分的扩散率，实现组间差异的分离点。原料及这些方法的加工产品通常属于相同的相位，只在该组合物的差异。的分离方法的速率可分为：①膜分离，如超滤，反渗透，渗析和电渗析。 ②场分离，如电泳，热扩散，超速离心分离。
差分分离膜分离和场：前者与分离两种流体的膜，后者不被挪用。不同类型的分离过程率，分别使用不同的设备和不同的方法来设计的计算和操作控制。
Outlook和质量分离过程蒸馏，吸附，萃取，有些单位已与经营的非常广泛的悠久历史，并进行了大量的研究，积累了丰富的运作经验和信息。但是，进一步研究这些过程的机理和传质规律，高效传质设备，研究开发和掌握他们的放大规律，改进和其他设备的设计计算方法，仍然有许多工作要做。能耗和大规模分离过程，并且常常构成了单位能耗的主要部分，因此降低了能源消耗和质量分离的过程中，引起了普遍的关注。膜分离是一个新的领域，一类分离，稀溶液处理的分离，生化产品，节约能源，不污染产品，已显示出其优越性。研究和开发新的分离方法的开发，在组合使用，以提高工作效率，以及利用化学反应的要被分离的各种分离方法，是非常值得关注的发展方向。

❽ 什么是离子交换过程，影响离子交换过程的因素有哪些

离子交换过程归纳为如下几个过程
1. 水中离子在水溶液中向树脂表面扩散
2. 水中离子进入树脂颗粒的交联网孔，并进行扩散
3. 水中离子与树脂交换基团接触，发生复分解反应，进行离子交换
4. 被交换下来的离子，在树脂的交联网孔内向树脂表面扩散
5. 被交换下来的离子，向水溶液中扩散

影响交换的主要因素有流速、原料液浓度、温度等。
流速
原料液的流速实际上反映了达到反应平衡的时间，在交换过程中，离子进行扩散—交换—扩散一系列步骤，有效地控制流速很重要。一般，交换液流速大，离子的透析量就高，未来及交换而通过树脂层流失的量增多。因此，应根据交换容量等选择适宜的流速。

原料液浓度
树脂中可交换的离子与溶液中同性离子既有可能进行交换，也有可能相斥，液相离子浓度高，树脂接触机会多，较易进入树脂网孔内，液相浓度低，树脂交换容量大时，则相反。但液相离子浓度过高，将引起树脂表面及内部交联网孔收缩，也会影响离子进入网孔。实验证明，在流速一定时，溶液浓度越高，溶质的流失量液越大。

温度
温度越提高，离子的热运动越剧烈。单位时间碰撞次数增加，可加快反应速率。但温度太高，离子的吸附强度会降低，甚至还会影响树脂的热稳定性，经济上不利，实际生产中采用室温操作较宜。

❾ 常用的分离技术有哪两类各包括哪些这些常用的分离技术的基本原理是什么

分离方法开始主要用于化工行业中化工产品的分离，但是随着生物工程技术下游技术的不断发展，结合传统的化工分离方法，新的高效的分离方法被人们高度重视起来。
常用到得分离方法：盐析、萃取分离法（包括溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、溶剂微萃取等）、医学|教育|网搜集整理膜分离方法（包括渗析、微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、膜萃取、膜吸收、渗透汽化、膜蒸馏等）、层析方法（离子交换层析、尺寸排阻层析、疏水层析、固定离子交换层析IMAC、亲和层析等）。在这些方法中膜分离的方法和层析技术越来越受到人们的重视。
基本原理：
1、双水相萃取的原理：
   双水相萃取与水 -有机相萃取的原理相似 ,都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 )的存在和环境因素的影响 ,使其在上、下相中的浓度不同 .{主要:静电作用和疏水作用}
2、差速离心法原理：
   采用逐渐增加离心速度或低速和高速交替进行离心，使沉降速度不同的颗粒在不同的分离速度及不同的离心时间下分批离心的方法，称为差速离心法。当以一定离心力在一定的离心时间内进行离心时，在离心管底部就会得到和*重颗粒的沉淀，分出的上清液在加上加速转速下再进行离心，又得到第二部分较大、较重颗粒的“沉淀”及含小和轻颗粒“上清液”，如此，多次离心处理，即能把液体中的不同颗粒较好分开，这时所得沉淀是不纯的，需经再悬浮和再离心（2-3次），才能得到较纯颗粒。
3、速率-区带离心原理：
   不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力作用下，颗粒各自以一定离心速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带的方法。介质梯度应预先形成，介质的密度要小于所有样品颗粒的密度。
4、等密度梯度离心原理:
   当不同颗粒存在浮力密度差时，在离心力场下，在密度梯度介质中，颗粒或向下沉降，或向上浮起，一直移动到与他们各自的密度恰好相等的位置上形成区带，从而使不同浮力密度的物质得到分离。