分離科學與技術（簡體書）

《分離科學與技術》較為全面地介紹了各種分離技術，包括萃取分離、色譜分離、沉澱分離、膜分離、電泳分離、蒸餾分離、浮選分離、重結晶分離和離心分離。其中萃取分離又包括溶劑萃取、雙水相萃取、膠團萃取、濁點萃取、固相萃取、固相微萃取、液相微萃取和基質固相分散萃取、超聲萃取、微波萃取、加速溶劑萃取、超臨界流體萃取。色譜分離又包括柱色譜、薄層色譜、紙色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜和高速逆流色譜。《分離科學與技術》在經典的分離方法之上，增加了一些較為前沿的內容，如在固相萃取中介紹磁性固相萃取法，在微波萃取中介紹微波萃取與其他相關分析技術的線上聯用等。

分離是研究物質分離、富集和純化的一門學科。精細化工、生命科學、材料科學等學科的發展，使各種分離手段得到廣泛應用，促使分離科學的基礎理論日臻完善。隨著技術水平的不斷提高，分離科學逐漸發展成為一門相對獨立的學科。目前許多高校開設了與分離有關的課程，為了滿足科學研究的需要，有些學校還為研究生開設了相關選修課。目前，涉及分離技術的書籍很多，但大多數書籍的側重面各有不同，所以包含的分離方法不是特別全面，大多數只介紹單一分離方法，如萃取分離法，或者只介紹萃取分離法中的一種，如固相萃取、固相微萃取、超聲萃取等。因此，有必要編寫一本內容全面，在介紹分離技術的過程中能夠體現理論性和應用性並重，並能反映現代分離技術前沿的專業書籍作為有關人員的參考書。
本書共10章，第1章為緒論，後面9章為各種分離方法的介紹，包括萃取分離、色譜分離、沉澱分離、膜分離、電泳分離、蒸餾、浮選分離、重結晶分離和離心分離。其中萃取分離和色譜分離的擴展內容較多，如萃取分離又包括溶劑萃取、雙水相萃取、膠團萃取、濁點萃取、固相萃取、固相微萃取、液相微萃取、基質固相分散萃取、超聲萃取、微波萃取、加速溶劑萃取和超臨界流體萃取12種方法。色譜分離又包括柱色譜、薄層色譜、紙色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜和高速逆流色譜7種方法。在本書編寫過程中，力圖兼顧基本理論和實際應用兩方面。在保證對一些常用分離技術進行比較充分、完整論述的前提下，盡可能多地介紹一些具有良好應用前景的新型分離技術及其應用。通過本書的閱讀和學習，讀者可以深入了解各種分離技術的原理、特點、方法以及應用。
本書是編者近年來在從事與分離科學相關的教學和科研工作的基礎之上，參考了大量國內外相關書籍、文獻編寫而成的。本書由東北林業大學陳立鋼（第1章，第2章的2．5～2．8、2．10、2．11和第3章的3．5～3．7）、廖麗霞（第2章的2．1～2．4，第3章的3．8和第4章）、賈麗娜（第5章、第9章和第10章）、方濤（第2章的2．9、2．12，第6章和第8章）和史瑞欣（第3章的3．1～3．4和第7章）共同編寫。全書由陳立鋼統稿。此外，高磊、劉浩馳、遊曉曉等學生為本書的插圖繪製做了很多工作。吉林大學丁蘭教授和哈爾濱工業大學高雲智教授對本書進行了審核，在此表示感謝。
由於時間比較倉促，編者水平有限，書中難免存在疏漏，懇請讀者批評指正。
編者
2014年7月

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 分離科學與技術簡介 1
1.1.1 分離的定義 1
1.1.2 分離的形式 1
1.1.3 分離的特點 1
1.2 分離的重要性 2
1.3 分離方法的分類 3
1.4 分離方法的評價指標 5
1.4.1 回收率 5
1.4.2 分離係數 5
1.4.3 富集倍數 6
1.5 分離方法的選擇 6
1.5.1 選擇的一般原則 6
1.5.2 選擇依據 6
參考文獻 7
第2章 萃取分離 8
2.1 溶劑萃取 8
2.1.1 概述 8
2.1.2 溶劑萃取的本質和原理 8
2 1.3 溶劑萃取的影響因素 11
2 1.4 溶劑萃取的類型 12
2.1 5 提高萃取率及選擇性的方法 13
2 1.6 溶劑萃取中乳化的形成和消除 19
2.2 雙水相萃取 22
2.2.1 概述 22
2.2.2 雙水相萃取原理及體系相圖 23
2.2.3 影響雙水相萃取體系的因素 27
2.2.4 雙水相萃取的應用 28
2.3 膠團萃取 33
2.3.1 概述 33
2.3.2 膠團的形成 33
2.3.3 膠團萃取的原理 36
2.3.4 反膠團萃取的影響因素 37
2.3.5 反膠團的製備 38
2.3.6 反膠團萃取的應用 39
2.3.7 反膠團萃取的進展 41
2.4 濁點萃取 41
2.4.1 概述 41
2.4.2 濁點萃取的原理 41
2.4.3 濁點萃取的影響因素 41
2.4.4 濁點萃取的應用 44
2.5 固相萃取 45
2.5.1 概述 45
2.5.2 固相萃取的原理 46
2.5.3 固相萃取的裴直 47
2.5.4 固相萃取的一般步驟 48
2.5.5 固相萃取的吸附劑 49
2.5.6 柱形固相萃取的應用方式 59
2.5.7 磁性固相萃取 60
2.6 固相微萃取 63
2.6.1 概述 63
2.6.2 固相微萃取的模式 64
2.6.3 固相微萃取的定量依據 66
2.6.4 固相微萃取的原理 67
2.6.5 固相微萃取的影響因素 71
2.6.6 固相微萃取的塗層技術 73
2.6.7 固相微萃取與後續裝置的聯用 76
2.7 液相微萃取 79
2.7.1 概述 79
2.7.2 液相微萃取的模式 80
2.7.3 液相微萃取的原理 83
2.7.4 液和微萃取的影響因素 86
2.8 基質固相分散萃取 88
2.8.1 概述 88
2.8.2 基質固相分散萃取的過程 89
2.8.3 基質固相分散萃取的影響因素 90
2.9 超聲萃取 90
2.9.1 概述 90
2.9.2 超聲萃取的原理 91
2.9.3 超聲萃取的特點 93
2.9.4 超聲萃取的影響因素 93
2.9.5 超聲萃取的裝置及儀器設備 94
2.9.6 超聲萃取的應用 95
2.10 微波萃取 96
2.10.1 概述 96
2.10.2 微法萃取的原理 98
2.10.3 微波萃取的特點 99
2.10.4 微波萃取的影響因素 100
2.10.5微波萃取的類型和裝置 102
2.10.6 微波萃取與相關分析技術的在線聯用 109
2.11 加速溶劑萃取 117
2.11.1 概述 117
2.11.2 加速溶劑萃取的原理 118
2.11.3 加速溶劑萃取的特點 119
2.11.4 加速溶劑萃取的裝置 119
2.11.5 加速溶劑萃取的萃取模式和步驟 120
2.12 超臨界流體萃取 121
2.12.1 概述 121
2.12.2 超臨界流體萃取的原理 121
2.12.3 超臨界流體萃取的特點 123
2.12.4 超臨界流體萃取的影響因素 124
2.12.5超臨界流體萃取的裝置 126
2.12.6 超臨界流體萃取的應用 128
參考文獻 132
第3章 色譜分離 141
3.1 概述 141
3.1.1 色譜分離的發展過程 141
3.1.2 色譜分離的原理 141
3.1.3 色譜分離方法的分類 142
3.2 柱色譜 142
3.2.1 柱色譜的原理 142
3.2.2 柱色譜的固定相 143
3.2.3 柱色譜的流動相 144
3.2.4 柱色譜的操作技術 145
3.3 薄層色譜 150
3.3.1 薄層色譜的原理 150
3.3.2 薄層色譜的固定相 150
3.3.3 薄層色譜的事合劑 152
3.3.4 薄層色譜法的技術參數 153
3.3.5 薄層色譜的操作技術 153
3.3.6 常規，薄層色譜的應用 159
3.3.7 其他薄層包培技術 160
3.4 紙色譜 162
3.4.1 紙色譜的原理 162
3.4.2 紙包譜的操作技術 163
3.5 離子交換色譜 166
3.5.1 概述 166
3.5.2 離子交換劑 167
3.5.3 離子交換平衡 169
3.5.4 離子交換動力學 172
3.5.5 離子交換樹脂的性能 173
3.5.6 離子交換的選擇性 175
3.5.7 離子交換操作方法 177
3 5.8 新型離子交換劑 178
3.5.9 離子交換法應用實例 180
3.6 凝膠色譜 182
3.6.1 概述 182
3.6.2 凝肢色譜的分離原理 183
3.6.3 凝肢的種類與性質 183
3.6.4 凝肢的選擇和處理 187
3.6.5 凝肢色譜柱的設計和製備 188
3.6.6 凝肢色譜操作 189
3.6.7 凝膚色譜中的主要參數測算 191
3.6.8 凝肢色譜的應用 192
3.7 親和色譜 193
3.7.1 概述 193
3.7.2 親和色譜的原理 193
3.7.3 親和吸附劑的選擇 194
3.7.4 親和吸附劑的製備 196
3.7.5 親和吸附劑中 手臂 198
3.7.6 親和色譜的操作 198
3.8 高速逆流色譜 199
3.8.1 概述 199
3.8.2 高速逆流色譜的儀器結構 199
3.8.3 高速逆流色譜的基本操作 201
3.8.4 高速逆流色譜的分離原理 202
3.8.5 高速逆流色譜溶劑的選擇
3.8.6 高速逆流色譜的洗脫方式 204
3.8.7 高速逆流色譜的優點 208
3.8.8 高速逆流色譜的應用 209
3.8.9 高速逆流色譜的一些新進展 211
參考文獻 211
第4章 沉澱分離 213
4.1 概述 213
4.2 沉澱的生成 213
4.2.1 沉澱生成種類 213
4.2.2 沉澱形成過程 214
4.3 無機沉澱劑沉澱分離法 217
4.3.1 氫氧化物沉澱分離 217
4.3.2 硫化物沉澱分離 219
4.3.3 其他無機沉澱劑分離 220
4.4 有機沉澱劑沉澱分離法 221
4.4.1 螯合物沉澱劑 222
4.4.2 離子締合物沉澱劑 223
4.4.3 三元配合物沉澱劑 224
4.4.4 有機械沉澱劑 224
4.5 共沉澱分離法 224
4.5.1 吸附共沉澱 225
4.5.2 混晶共沉澱 ι25
4.5.3 形成晶核共沉澱 227
4.6 均相沉澱分離法 228
4.6.1 均相沉澱劑 228
4.6.2 均相沉澱法的沉澱途徑 229
4.7 新型沉澱分離法及其應用 230
4.7.1 鹽析沉澱法 230
4.7.2 等電點沉澱法 230
4.7.3 非離子多聚物沉澱法 231
參考文獻 232
第5章 膜分離 233
5.1 概述 233
5.1.1 膜與膜分離技術 233
5.1.2 膜分離技術的特點 233
5.1.3 膜與膜過程 233
5.1.4 我國膜工業發展現術及特點 235
5.2 反滲透膜分離技術 236
5.2.1 概述 236
5.2.2 反滲透的原理及特點 ι37
5.2.3 反滲透膜的分離積理及分離規律 238
5.2.4 反滲透膜的主要性能參數和測試方法 240
5.2.5 典型的反滲透膜 242
5.2.6 反滲透膜的製備 243
5.2.7 反滲透膜的污染及其改善措施 245
5.2.8 反滲透的應用 246
5.3 納濾膜分離技術 ι47
5.3.1 概述 247
5.3.2 納濾的特點、分離機理與分離規律 247
5.3.3 典型納濾膜材料 248
5.3.4 納濾膜的製備方法 250
5.3.5 納濾的操作模式 250
5.3.6 納濾的主要用途 251
5.4 超濾膜分離技術 252
5.4.1 概述 252
5.4.2 超濾的基本原理及特點 252
5.4.3 典型超濾膜材料 253
5.4.4超濾膜污染及研製抗污染膜的主要方法 255
5.4.5 超濾的主要用途 257
5.5 微濾膜分離技術 258
5.5.1 概述 258
5.5.2 微濾的過程及特點 259
5.5.3 微濾的分離機理 260
5.5.4 典型微濾膜材料 261
5.5.5 微法膜的製備方法 262
5.5.6 微濾膜性能的評價及測試方法 264
5.5.7 微濾的主要用途 266
5.6 滲透汽化膜分離技術 267
5.6.1 概述 267
5.6.2 滲透汽化膜的分離原理及傳質過程機理 268
5.6.3 滲透汽化膜的性能指標及影響因素 269
5.6.4 滲透汽化的優點及主要用途 270
5.7 膜萃取技術 271
5.7.1 概述 271
5.7.2 膜萃取過程、特點及其研究方向 272
5.7.3 膜萃取的傳質特性 273
5.7.4 膜萃取過程的影響因素 274
5.7.5 膜萃取的應用 275
5.8 其他膜分離技術簡介 275
5.8.1 電滲析 275
5.8.2 膜蒸餾 276
5.8.3 膜生物反應器 277
參考文獻 279
第6章 電泳分離 283
6.1 概述 283
6.2 電泳分離的基本原理 283
6.3 電泳分離法的分類 285
6.3.1 等速電泳 285
6.3.2 等屯聚焦電泳 286
6.3.3 凝肢電泳 287
6.3.4 薄膜電泳 290
6.3.5 IEF/SDS-PAGE雙向電泳 290
6.3.6 毛細管電泳 292
6.4 電泳分離的影響因素 295
6.4.1 緩衝液 295
6.4.2 pH 296
6.4.3 分離電壓 296
6.4.4 溫度 296
6.4.5 添加劑 296
6.4.6 進樣．．．

第7章 蒸餾
第8章 浮選分離
第9章 重結晶分離
第10章 離心分離

1．2分離的重要性
隨著現代科學技術的發展，分離對象更加複雜，從而對分離科學提出了更高的要求，同時現代工業的發展和人們生活水平的提高促使對物質分離純度的要求不斷提高，分離難度越來越大。 21世紀的科學目標被許多國家定為人類科學，而分離科學的現代化便是實現這一目標的重要手段。從以下幾個方面我們可以認識到分離的重要性。
1．分離是認識物質世界的必經之路
人們研究一種新物質（無論是從自然界發現還是在實驗室中合成）的物理化學性質，認識它的作用，必須通過分離得到它的純品，所研究的內容才被人們認可。這樣分離就起到關鍵的作用，體現了分離的重要性。例如，元素週期表中的每一種元素的發現，無論是自然界中存在的還是人造的，都必須先分離製備出純物質，然後進行結構鑑定、理化性質測試，才能最終為人們所承認。
2．分離是生產實踐中的重要手段
為了得到人們需要的高純度物質，分離在實際生產中起關鍵作用。許多工業都應用分離過程，如化學、冶金、石油、食品、生化、醫藥、電子和原子能等。例如，原子能工業中同位素的分離，冶金中的浮选和機械分離，有機合成中產物和中間產物的分離，生物工程中抗生素的純化和病毒的分離，超純水的製備和稀有氣體的分離等均離不開分離過程。生產上技術的革新和諸多的要求使常規分離方法（如蒸發、蒸餾、吸收、吸附、萃取、沉澱或結晶等）不斷改進和發展，新的分離方法（如膜分離和色譜分離等）不斷出現並應用於工業。
3．分離是各種分析技術的前提
隨著科學的不斷發展，人們對複雜的樣品分析越來越感興趣，研究的內容更加細緻、深入。被分析的對象往往處於一個複雜的多組分環境中，共存物質乾擾目標物質的分析。樣品的物理、化學狀態不適合直接測定，目標物質在樣品中分佈不均勻或含量很低，沒有合適的標準物質作參考，樣品本身有劇毒或有強放射性等，基於這些原因，分析之前需要採用適當的分離技術對樣品進行前處理。在分析化學中常規分離方法不斷完善和發展，新的分離方法不斷出現和應用。
……