问题：树脂吸附原理
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提问：江苏万贤环境科技有限
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时间：2025-03-28 09:52:36 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

一、大孔吸附树脂的吸附原理
（1）大孔吸附树脂的吸附原理Z3L
　　大孔吸附树脂是吸附性和分子筛性原理相结合的分子材料。吸附性是由于范
德华引力或产生氢键的结果，分子筛性是由于其本身多孔性结构所决定的。
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（2）影响吸附的因素
　　大孔吸附树脂本身的性质、溶剂的性质和化合物的性质是影响吸附的3个重
要因素。lantextra.com)l%W9_9k'h!d%f
（3）大孔吸附树脂的应用植提之家,植提空间,中国植s'L
　　苷与糖类的分离，生物碱的精制，多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。
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（4）洗脱液的选择中国植物提取物论坛5`)d,}%t"|"p1u
　洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。

二、什么是吸附？（Adsorption） ~:X'V$V.J&L8K1G;O6I/a
1、吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富
集在吸附剂表面的过程。.~0F!i3^2a
2、吸附过程通常包括：待分离料液与吸附剂混合、吸附质被吸附到吸附剂表
面、料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。

三、常见的吸附类型及其主要特点www.plantextra.com#P9v'T
1、物理吸附：吸附作用力为分子间引力、无选择性、无需高活化能、吸附层可
以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快。中
2、化学吸附：吸附作用力为化学键合力，需要高活化能、只能以单分子层吸
附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。2H/x4@;H4o

三、常用吸附剂种类中国植物提取
吸附剂通常应具备以下特征：对被分离的物质具有较强的吸附能力、有较高的吸
附选择性、机械强度高、再生容易、性能稳定、价格低廉。:{(m$S*p:u,u%Z5j
1、活性炭：是非极性吸附剂，因此在水中吸附能力大于有机溶剂中的吸附能力
www.plantextra.com'i'y5p1O#|$z
针对不同的物质，活性炭的吸附规律遵循以下规律：
（1）对极性基团多的化合物的吸附力大于极性基团少的化合物植提（2）对芳香
族化合物的吸附能力大于脂肪族化合物;
（3）对相对分子量大的化合物的吸附力大于相对分子量小的化合物;,o,u/B*b8e
（4）pH值的影响碱性中性吸附酸性洗脱;酸性中性吸附碱性洗脱;植提之家,
植提空间,中国植提论坛,植提论坛,植提网 C6N+g:S4R+Z
（5）温度未平衡前随温度升高而增加;
2、大孔网状吸附剂
特点：脱色去臭效果理想；对有机物具有良好的选择性；物化性质稳定；机
械强度好；吸附速度快；解吸、再生容易。
但价格昂贵，吸附效果易受流速以及溶质浓度等因素的影响。中大孔网状吸
附树脂的种类：
（1）非极性吸附树脂：苯乙烯交联而成，交联剂为二乙烯苯，又称芳香族吸附
剂。
（2）中等极性吸附树脂：甲基丙烯酸酯交联而成，交联剂亦为甲基丙烯酸
酯，故又称脂肪族吸附剂。
（3）极性吸附剂：丙烯酰胺或亚砜经聚合而成，通常含有硫氧、酰胺、氮
氧等基团。
中国植物提取物论坛2I7_8q8K*`2n1a3F
吸附机理：www.plantextra.com!W3k&R;q)o(^.`0
非离子型共聚物，借助于范德华力从溶液中吸附各种有机物，其吸附能力与树脂
的化学结构、物理性能以及与溶质、溶剂的性质有关。通常遵循以下规律：
www.plantextra.com5C&h1D-t1o1u!b%U
（1）非极性吸附剂可从极性溶剂中吸附非极性溶质；
（2）极性吸附剂可从非极性溶剂中吸附极性物质；
（3）中等极性吸附剂兼有以上两种能力
0]/j/n5N%A7x+Z

四、吸附等温线:u2L+|5p0y$k"Q;@
概念：当温度一定时，吸附量与浓度之间的函数关系称为吸附等温线。
Langmuir吸附等温线植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论坛 qo和K是经
验常数，c代表溶液中溶质浓度
蛋白质分离提纯时适合此吸附方程

五、影响吸附的主要因素!V.R$M3i:n3^
1、吸附剂的性质：比表面积、粒度大小、极性…
2、吸附质的性质：对表面张力的影响，溶解度，极性，相对分子量…
3、温度：吸附是放热过程，吸附质的稳定性5~,K"]5m-~"N
4、溶液pH值：影响吸附质的解离
5、盐浓度：影响复杂，要视具体情况而定

六、亲和吸附
1、亲和吸附分离是利用溶质和吸附剂之间特殊的化学作用，从而实现分离。
吸附剂由载体和配位体组成6D&G5U8N6B*}6Z5m
2、亲和吸附的特点中国植物提取物论坛+F8F,j"I%b#a W'y8h(F
（a）效率高：利用亲和吸附可以从粗提液中一次性分离得到高纯度的活性物
质。4D$l&J;K%q$v*P
（b）分离精度高：可用于分离含量极低，结构相近的化合物中国植物提取物论
坛9{ w T7i5v'K }%O
（c）但通用性较差，洗脱条件苛刻中国植物提取物论坛&A
3、影响亲和吸附的因素
（1）配基浓度  配基浓度高有利；
（2）空间位阻加入“手臂链”以降低空间位阻的影响；中国植物论（3）配基
与载体的结合位点就蛋白质等大分子作为配基时，与载体连接的键越少越好；
（4）载体孔径：孔道大小；:C"S6A$a&x.M'q#j1S
（5）微环境：载体或“手臂链”的极性、电性；

七、离子交换(ion exchange) www.plantextra.com3y(u(U6f/_7I!J
1、概念：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷
差异，依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱
下来，达到分离的目的。
2、离子交换树脂的构成
（1）具有三维空间离体结构的网络骨架
（2）联接在骨架上的活性基团
（3）活性基团所带的相反电荷的活性离子（可交换离子）中国植物
3、离子交换的分类
按活性基团分类，可分为阳离子交换树脂(cation exchange)（含酸性基团）和
阴离子交换树脂(anion exchange)（含碱性基团）。
具体又可以分为：强阳、弱阳和强阴、弱阴

4、常用的离子交换树脂中国植物提取物论坛-d3R X5a8d
（1）强酸性阳离子交换树脂：活性基团是-SO3H（磺酸基）和-CH2SO3H（次甲基
磺酸基）；
（2）弱酸性阳离子交换树脂：活性基团有-COOH，-OCH2COOH，C6H5OH等弱酸性
基团；"_;D:u'[/?(F6| L(K e
（3）强碱性阴离子交换树脂：活性基团为季铵基团，如三甲胺基或二甲基-ß-羟
基乙基胺基；
（4）弱碱性阴离子交换树脂：活性基团为伯胺或仲胺，碱性较弱；
5、新型离子交换树脂
（1）大孔离子交换树脂
大孔离子交换树脂具有和大孔吸附剂相同的骨架结构，在大孔吸附剂合成后（加
入致孔剂），再引入化学功能基团，便可得到大孔离子交换树脂。
（2）多糖基离子交换树脂植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论固相载体为
多糖类物质，亲水性强、交换空间大、对生物大分子物致变性作用
主要的多糖基离子交换树脂
（a）离子交换纤维素中国植提论坛|植提网,@;g;G-I!~"W L!l-a#i
树脂骨架为纤维素，根据活性基团的性质可分为阳离子交换纤维素和阴离子交换
纤维素两类。
特点：骨架松散、亲水性强、表面积大、交换容量大、吸附力弱、交换和洗脱条
件温和、分辨率高
常用的离子交换纤维素有：
甲基磺酸纤维素、羧甲基纤维素（CMC）、二乙基氨基乙基纤维素（DEAE）（b）
葡聚糖凝胶离子交换树脂中国植提论坛|植提
骨架为葡聚糖凝胶，如sepharose、sephadex，根据功能基团的不同，亦可分为
阳离子交换和阴离子交换树脂
命名方法：交换活性基团+骨架+原骨架编号
特点：除了具有离子交换功能以外，兼有分子筛的功能，提高了分离的效率
常用的葡聚糖凝胶离子交换树脂：植提之家,植提空间,中国植提论坛,CM-
sephadex C-25、DEAE-sephadex A-25等
6、离子交换树脂的理化性能
（1）外观：球形、浅色为宜，粒度大小为16~60目>90%；中国植提（2）机械强
度：>90%；
（3）含水量：0.3~0.7g/g 树脂；中国植提论坛|植提
（4）交换容量：重量交换容量、体积交换容量、工作交换容量或称表观交换容
量（在某一条件下）；
（5）稳定性：化学稳定性、热稳定性；
（6）膨胀度：交联度、活性基团的性质与数量、活性离子的性质、介质的性质
和浓度、骨架结构；
（7）湿真密度：单位体积湿树脂的重量；
（8）孔度、孔径、比表面积中国植物提取物论坛1G.A0C1H%v)P9n#{$T*p
A+自溶液中扩散到树脂表面A+从树脂表面进入树脂内部的活性中心A+与RB在活性
中心上发生复分解反应解吸附离子B+自树脂内部扩散至树脂表面B+离子从树脂表
面扩散到溶液中交换速度的控制步骤是扩散速度，不同的分离体系可能由内部扩
散或外部扩散控制
7、离子交换机理
8、影响交换速度的因素
（1）颗粒大小：愈小越快
（2）交联度：交联度小，交换速度快中国植提论坛|植提网
（2）温度：越高越快
（4）离子化合价：化合价与高，交换越快
（5）离子大小：越小越快植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论（6）搅拌
速度：在一定程度上，越大越快
（7）溶液浓度：当交换速度为外扩散控制时，浓度越大，交换速度越快
9、离子交换的选择性中国植物提取物论坛(O c0o&Q8Q&X;.b#m0~
离子交换常数：交换势或交换系数
[R-A]、[R-B]表示结合在树脂上的A离子和B离子浓度[A]S、[B]S表示溶液中A离
子和B离子
10、影响离子交换选择性的因素
（1）水合离子半径：半径越小，亲和力越大；
（2）离子化合价：高价离子易于被吸附；
（3）溶液pH：影响交换基团和交换离子的解离程度，但不影响交换容量；中国
植提论坛|植提网$f8Q,^+X'm6a6[
（4）离子强度：越低越好；
（5）有机溶剂：不利于吸附；中国植物提取物论坛+B/@ H8Z*J
（6）交联度、膨胀度、分子筛：交联度大，膨胀度小，筛分能力增大；交联度
小，膨胀度大，吸附量减少；
（7）树脂与粒子间的辅助力：除静电力以外，还有氢键和范德华力等辅助力；
中国植提论坛|植提网'a)m7x.j$b$W8i"
11、离子交换操作方法www.plantextra.com.Z%Z,}9E.A
（1）树脂预处理
物理处理：水洗、过筛，去杂，以获得粒度均匀的树脂颗粒；%x&^,
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化学处理：转型（氢型或钠型）
阳离子树脂酸—碱—酸中国植物提取物论坛/j!K1V03P-K(W-y
阴离子树脂碱—酸—碱植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论最后以去离子
水或缓冲液平衡中国植物提取物论坛中国植提论坛|植（2）离子交换吸附中国
植物提取物论坛6t$D7L2Y7~'s/K$q
静态：操作简单、但是分批操作，交换不完全
动态：离子交换柱，操作连续、交换完全，适宜多组份分离植提之家,柱式固定
床中国植提论坛|植提网$W)R.@*f&k+V,|7_9{1~
（3）洗脱
离子交换完成后，将树脂吸附的物质重新转入溶液的方法#_$K5{"f/2V9y/G8h.k
洗脱方法www.plantextra.com,C9p(r0x*U9x$X5`#y
（a）改变溶液pH值www.plantextra.com*c.T*`1w'Z'~+y
（b）改变溶液离子强度植提之家,植提空间,中国植提论坛,植提论
（c）再生
是指是离子交换树脂重新具有交换能力的过程
酸性阳离子树脂  酸-碱-酸-缓冲溶液淋洗
碱性阴离子树脂碱-酸-碱-缓冲溶液淋洗-i'w+|'H)K)f:s2Z*|3m,o
方式有：顺流再生和逆流再生
八、离子交换应用实例（离子交换法提取蛋白质）
1、蛋白质的结构特点
（1）多肽链3a4}9B7l"n4a8Q9l
（2）电荷分布不均匀
（3）疏水性www.plantextra.com8B6j9D&k'C3q8I
（4）不同的蛋白质具有不同的表面电荷分布
2、pH值对蛋白质荷电情况的影响
3、蛋白质的滴定曲线
不同的蛋白质由于其氨基酸组成的差异，具有不同的等电点（pI），当溶液（环
境）pH值低于其pI时，蛋白质带正电荷，而当环境pH值高于其等电点时，蛋白质
带负电荷，且偏离等电点越多，其所带电荷越多；植提之家,植提空间,中国植提
论坛,植提论坛,植提网
4、缓冲液pH的选择
离子交换是依据不同蛋白质荷电性质以及大小差异进行分离的，因此缓冲液的选
择将直接影响蛋白质的荷电情况，对于分离的选择性具有重要影响。

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号楼第13层楼1301房间
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