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吸附與離子交換分離(編輯修改稿)

2025-11-15 13:27 本頁面

　

【文章內容簡介】一個伯胺基和兩個羥基，因此，在色譜分離過程中，分析物與殼聚糖固定相之間可能存在三種不同的相互作用：氨基質子化引起的陰離子交換作用，羥基的吸附作用以及其它疏水作用。哪一個因素起主要作用取決于流動相的性質。在色譜和電泳分析方面的主要應用有親合色譜、毛細管電泳添加劑和手性色譜固定相等方面。從 70 年代起，甲殼素和殼聚糖作為一類有效的分離介質，陸續在分析化學雜志上有些報道。甲殼素、殼聚糖及其衍生物具有吸附、離子交換和潛在分子手性等特性，它們在分析測試中的具有一定的應用，包括復雜樣品的分離富集、新型分離材料、膜分離以及手性拆分等。如甲殼素、殼聚糖分子具有大量活性的 OH和 NH2，它們對重金屬離子具有較強的選擇性吸附，且吸附和解吸速度快，同時還具有性質穩定，來源豐富，制備簡單，可重復使用等優點。因此作為一種新型的金屬陽離子吸附劑，它們已受到人們的關注。人們對甲殼素、殼聚糖的吸附機理進行了研究。一般認為，殼聚糖能通過分子中的氨基，羥基與金屬離子 Hg2+， Ni2+， Pb2+，Cd2+， Cr3+， Mg2+， Zn2+， Cu2+， Fe3+都可形成穩定的螯合物。甲殼素、殼聚糖的對重金屬良好的吸附性質，除了在分析測試中也可以用于復雜樣品中痕量金屬元素的分離富集，在環境保護中的廢水處理有廣泛的應用。殼聚糖富集分光光度法測定水中痕量鎳。殼聚糖在 pH約為，富集速度為 34ml/min下，用 H2SO4(1ml/min)洗脫，利用丁二酮肟分光光度法測定鎳 (Ⅱ) 。脫乙酰度為 %為最佳。此外，甲殼素 /殼聚糖也可以用于有機物的吸附分離。例如殼聚糖對酸性染料的吸附作用，被認為殼聚糖對酸性染料分子表現出的較強的吸附能力，主要是其分子鏈中的游離氨基與酸性染料分子中磺酸根負離子鍵合作用的結果。磁微球在生化分離中的應用（景曉燕、朱果逸等，分析化學， 1999， 27： 1462）磁分離技術利用外加磁場作用使具有磁性物質分離： ●燃煤脫硫 ●大氣除（磁性）粉塵 ●（磁性）廢水處理磁微球是以金屬或金屬氧化物為核，外面包被帶有活性基團物質的一種新型生物分離材料。微球通過其活性基團與化學、生化和生物物質連接后，利用其順磁性外加一定磁場實現與介質的分離。磁核： Fe3O4 表面活性基團： OH、 COOH、 NH CONH2 離子交換對離子與非離子物質，離子化合物之間的分離，離子交換法是最重要的手段之一。離子交換法分離效率高，分離容量大，但分離周期長，在分析測試中，通常用于解決較困難的分離問題。 ●樹脂離子交換分離 ●離子交換纖維素和離子交換葡聚糖離子交換離子交換樹脂與含離子的溶液接觸時，交換基團上的 A+進入溶液，而溶液中的 Bn+被樹脂 “ 吸附 ” ，即 “ 化學吸著 ” ：交換柱的排列交換柱的再生去離子水的制備： ???????? ????? RBCARACBM RSO H RSO M H? ? ? ? ? ?? ? ?3 3H X RN CH OH RN CH X H O? ? ? ? ? ?? ? ? ?( ) ( )3 3 3 3 2？離子交換平衡和選擇性系數如果讓離子交換樹脂與溶液離子的交換達到平衡： ?????? ??? RBARAB選擇性系數： mnnmmnnmA,B ]B[]A[]B[]A[K外相樹脂樹脂外相?????對于強酸型陽離子交換樹脂，當與金屬離子 M+接觸時 : R SO H M R SO M H? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?3 3KHM選擇性系數值的大小表示樹脂對金屬離子 M+的親和力的大小，它與樹脂的類型、離子的性質以及溶液的組成有關。為什么金屬離子 (Na+、 K+等 )可以吸附在 H型強酸型陽離子交換柱上，而后又可以用 HCl來再生強酸型陽離子交換柱 ? 親和力大小不僅與離子性質有關，而且與其濃度有關。前者根據一價金屬離子的親和力順序不難理解，而后者是采用高濃度 HCl來再生強酸型陽離子交換柱。實驗表明，在常溫下，當離子濃度不大時，強酸型陽離子交換樹脂樹脂親和力大小有如下一些規律。 ? 金屬離子的價數增大，親和力增大。如 Na+ Ca2+ Al3+ Th4+ ? 離子價數相同時，親和力大小隨著水合離子半徑的減少而增大。如 1價離子： Li+ H+ Na+ NH4+ K+ Rb+ Cs+ Tl+ Ag+； 2價離子： Mg2+ Zn2+ Co2+ Cu2+ Cd2+ Ni2+ Ca2+ Sr2+ Pb2+ Ba2+。離子交換動力學與溶劑萃取相比，離子交換是在固相與液相之間完成，交換速度比較慢，對分離效率的影響較大。一般的離子交換過程有五個步驟： ? 溶液離子向樹脂表面擴散（膜擴散）； ? 離子通過樹脂表面向內部擴散（顆粒擴散）； “ 慢 ” ? 樹脂內進行離子交換（交換反應）； ? 已交換離子從樹脂內部向外擴散（顆粒擴散）； “ 慢 ” ? 已交換離子由樹脂表面向本體溶液擴散（膜擴散）。 M ④ SO3H M H ① ② ③ ⑤ 一、去離子水的制備自來水過濾 RSO3H柱 RN(CH3)3OH柱去離子水混合柱 RN(

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