《分離科學(xué)》教學(xué)大綱

1、分離科學(xué)教學(xué)大綱濟(jì)南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2011年 5月修訂分離科學(xué)Separation Science課程編碼：2306249學(xué)分：2.04.0課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)課計(jì)劃學(xué)時(shí)：4080其中講課：2448實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`：1632適用專業(yè)： 應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)、材料化學(xué)、生物技術(shù)等專業(yè)推薦教材： 羅川南、李慧芝等編著， 分離科學(xué)基礎(chǔ) ，科學(xué)出版社， 2012 年。參考書目： 陳歡林編著， 新型分離技術(shù)基礎(chǔ) ，化學(xué)工業(yè)出版社， 2010 年。劉家棋編著，分離過(guò)程與技術(shù) ，天津大學(xué)出版社， 2001 年。呂一波、康文澤編著， 分離技術(shù)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2000 年。耿信篤著，現(xiàn)代分離科學(xué)理論導(dǎo)引 ，高等教育

2、出版社， 2001 年。蔣維均、余立新 編著，新型傳質(zhì)分離技術(shù) （第二版） ,化學(xué)工業(yè)出版社， 2005 年。劉家棋編著，分離過(guò)程與技術(shù) ，天津大學(xué)出版社。 2001 年武漢大學(xué)主編 ,分析化學(xué)第五版，高等教育出版社。2006 年田亞平 等編，生化分離技術(shù) ，化學(xué)工業(yè)出版社， 2006 年。張雪榮 主編，藥物分離與純化技術(shù) ，化學(xué)工業(yè)出版社， 2005 年王湛編著，膜分離技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)出版社， 2000 年。課程的教學(xué)目的與任務(wù)本課程為應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)、生物技術(shù)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)必修課程。自然界的許多物質(zhì)，大多 數(shù)是以混合狀態(tài)存在。它們往往需要加以分離或提純，才能為人們合理利用。分離科學(xué)是研

3、究物質(zhì)分 離、富集和提取的一門科學(xué)。隨著社會(huì)的進(jìn)步，分離科學(xué)與技術(shù)得到了快速發(fā)展，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化 學(xué)、石油、冶金、食品、生化、醫(yī)藥、電子、原子能、教學(xué)和科研等部門，成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)不可缺少的 重要技術(shù)科學(xué)之一， 是自然科學(xué)工作者必須掌握的關(guān)鍵技術(shù)手段。 本課程的開(kāi)設(shè)旨在拓寬學(xué)生的知識(shí) 面，使學(xué)生掌握常規(guī)分離方法和常用分離方法，了解新的分離方法。課程的基本要求本課程對(duì)常規(guī)的分離科學(xué)與技術(shù)作一詳盡的介紹，力求既符合我國(guó)實(shí)際，又適當(dāng)反映現(xiàn)代分離科 學(xué)與技術(shù)的水平。本課程采取常規(guī)分離和新發(fā)展分離方法相結(jié)合的辦法，分析化學(xué)中的分離和工業(yè)中 分離方法相結(jié)合，并以分析化學(xué)中分離方法為主導(dǎo)，將定性和定量的方法融

4、為一體進(jìn)行討論。同時(shí)進(jìn) 行一定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。要求學(xué)生在完成課堂學(xué)習(xí)的同時(shí)，盡可能多地查閱相關(guān)資料，積極參加課堂討論。 本課程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，要重視理論聯(lián)系實(shí)際。開(kāi)設(shè)理論課程的同時(shí)，還開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。 要求學(xué)生掌握各種分離方法的基本原理，學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)處理的基本方法。課程采取師生互動(dòng)教學(xué)方式，某些章節(jié)安排課程討論、小組講授或課下自學(xué)等學(xué)習(xí)方式，旨在提高學(xué)生關(guān)注度和學(xué)習(xí)興趣。各章節(jié)授課內(nèi)容、教學(xué)方法及學(xué)時(shí)分配建議（含課內(nèi)實(shí)驗(yàn)）第一章： 緒論建議學(xué)時(shí)：12 教學(xué)目的與要求 了解分離科學(xué)所包含的內(nèi)容，分離方法的分類、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)；理 解分離和富集的含義。掌握分離方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)，了解分離方法的

5、選擇及本課程 的要求。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 分離方法的評(píng)價(jià)。 授 課 方 法 以課堂講授為主，引導(dǎo)學(xué)生課外查閱圖書資料、寫讀書報(bào)告、課堂討論為輔。 授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 概述一、分離過(guò)程 二、分離方法的分類三、分離方法的發(fā)展第二節(jié) 分離和富集一、分離和富集二、常見(jiàn)的分離和富集三、分離富集中應(yīng)注意的問(wèn)題第三節(jié) 分離方法的評(píng)價(jià)一、分離方法的評(píng)價(jià)、分離方法的選擇第二章： 沉淀分離法建議學(xué)時(shí)： 2 4 教學(xué)目的與要求 掌握沉淀分離法的基本原理并會(huì)運(yùn)用沉淀分離法進(jìn)行分離。 學(xué)習(xí)運(yùn)用以前所學(xué)的 知識(shí)，解決新問(wèn)題。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 有機(jī)沉淀劑分離法、硫化物沉淀分離法。 授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和

6、課后自學(xué)等方法為輔。 授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 沉淀生成的條件一、溶度積和溶度積規(guī)則二、溶度積和溶解度的關(guān)系三、影響沉淀溶解度的主要因素四、沉淀的生成第二節(jié) 無(wú)機(jī)沉淀劑分離法一、氫氧化物沉淀分離法二、硫化物沉淀分離法三、其它鹽類沉淀四、分步沉淀 第三節(jié) 有機(jī)沉淀劑分離法一、形成螯合物的沉淀劑二、形成締合物的沉淀劑三、形成三元配合物的沉淀劑 第四節(jié) 共沉淀富集分離法一、無(wú)機(jī)共沉淀劑二、有機(jī)共沉淀劑第三章：溶劑萃取法建議學(xué)時(shí)：48 教學(xué)目的與要求 掌握溶劑萃取技術(shù)的基本概念和基本原理。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 萃取過(guò)程的本質(zhì)和萃取分離的基本參數(shù)。 授 課 方 法 以課堂講授為主，引導(dǎo)學(xué)生課外查閱圖書資料、寫課

7、程論文、課堂討論和課后自 學(xué)等方法為輔。 授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 概述一、基本概念二、溶劑溶解度的相似原理三、各類溶劑的互溶規(guī)律四、特點(diǎn)第二節(jié) 萃取分離法的基本原理一、萃取過(guò)程的本質(zhì)二、萃取分離的基本參數(shù)三、萃取體系的分類第三節(jié) 形成螯合物的萃取體系一、萃取平衡二、萃取條件第四節(jié) 形成離子締合物的萃取體系第五節(jié) 提高萃取率及選擇性的方法一、提高螯合物萃取的萃取率及選擇性的方法二、提高離子締合物萃取率及選擇性的方法第六節(jié) 萃取分離法的應(yīng)用 第七節(jié) 現(xiàn)代萃取分離技術(shù)一、雙水相萃取分離二、膠團(tuán)萃取分離三、超臨界流體萃取分離*第四章 固相萃取分離法建議學(xué)時(shí)：24 教學(xué)目的與要求 了解固相萃取技術(shù)的出現(xiàn)和

8、發(fā)展以及應(yīng)用領(lǐng)域；掌握固相萃取的原理、優(yōu)點(diǎn)、主 要模式和操作過(guò)程；認(rèn)識(shí)固相萃取的儀器、裝置等。了解固相微萃取技術(shù)的發(fā)展 和應(yīng)用領(lǐng)域；掌握固相微萃取的原理、萃取步驟、影響因素；認(rèn)識(shí)固相微萃取的 優(yōu)點(diǎn)、裝置和聯(lián)用的儀器等； 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 根據(jù)實(shí)際樣品的具體情況選擇正確的固相萃取模式和操作過(guò)程；根據(jù)實(shí)際樣品的 具體情況選擇合適的固相微萃取纖維和建立高效的萃取分析方法。 授 課 方 法 以課堂講授為主，引導(dǎo)學(xué)生課外查閱圖書資料、寫課程論文、課堂討論和課后自 學(xué)為輔等方法。 授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 固相萃取分離技術(shù)一、固相萃取分離技術(shù)的簡(jiǎn)介 二、固相萃取的裝置 三、固相萃取的原理 四、固相 萃取的優(yōu)點(diǎn)

9、五、固相萃取的主要模式 六、固相萃取的操作步驟 七、固相萃取的應(yīng)用 八、固相萃取的儀器第二節(jié) 固相微萃取分離技術(shù)一、概述二、SPME 的原理三、SPME 裝置、萃取步驟和方法四、SPME 的影響因素五、SPME 的優(yōu)點(diǎn)六、SPME 與分析儀器的聯(lián)用技術(shù)七、SPME 的應(yīng)用八、SPME 的發(fā)展前景第五章：離子交換分離法建議學(xué)時(shí)： 46 教學(xué)目的與要求 了解離子交換分離法的特點(diǎn)及發(fā)展史；掌握離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)性能和作用；掌 握離子交換樹脂的種類； 掌握離子交換分離技術(shù)的基本原理； 掌握離子交換基本 操作技術(shù)，了解離子交換分離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 離子交換基本操作技術(shù)；道南理論和離子交換

10、平衡；離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)性能、 作用和種類 授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課后自學(xué)等方法為輔等方法。 授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 概述一、離子交換分離法二、特點(diǎn)三、發(fā)展史第二節(jié) 離子交換劑一、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)、作用和性能二、離子交換樹脂的種類三、離子交換樹脂的名稱、牌號(hào)及命名第三節(jié) 離子交換分離法的基本原理一、道南理論二、離子交換的親和力三、離子交換平衡四、離子交換反應(yīng)動(dòng)力學(xué)第四節(jié) 離子交換分離法的基本操作技術(shù)一、離子交換樹脂的選擇二、離子交換樹脂的預(yù)處理三、離子交換裝置第五節(jié) 應(yīng)用*第六章 泡沫吸附分離法建議學(xué)時(shí)：24 教學(xué)目的與要求 了解泡沫吸附分離法的分類及其特點(diǎn)； 搞清物理吸附

11、與化學(xué)吸附的區(qū)別； 了 解表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在泡沫吸附分離中的作用； 了解浮選藥劑的結(jié) 構(gòu)與性能。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 泡沫吸附分離法的原理及其特點(diǎn)；離子浮選；溶劑浮選。 授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課后自學(xué)等方法為輔。 授 課 內(nèi) 容 第一節(jié) 概 述一、泡沫浮選分離定義二、泡沫浮選分離發(fā)展史三、泡沫浮選法的特點(diǎn)四、表面活性劑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類第二節(jié) 泡沫吸附分離法的分類及原理一、泡沫浮選分離法的分類二、泡沫浮選分離法的基本原理第三節(jié) 泡沫浮選分離流程設(shè)置與操作第四節(jié) 泡沫浮選分離特點(diǎn)及應(yīng)用第五節(jié) 濕法冶金中的礦石浮選第六節(jié) 浮選藥劑第七節(jié) 浮選分離在分析化學(xué)中的應(yīng)用第七章 氣相色

12、譜分離法建議學(xué)時(shí)：46 教學(xué)目的與要求 色譜法的發(fā)展過(guò)程，色譜法的定義、優(yōu)缺點(diǎn)和分類。掌握色譜分析的基本原理；了解塔板理論和速率理論，理解色譜分離的本質(zhì)；掌握色譜常用術(shù)語(yǔ)和參數(shù)，各參數(shù)間的換算；掌握色譜定性分析的方法；掌握色譜定量分析的方法。了解氣相色譜儀主要部件的基本工作原理；掌握氣相色譜儀系統(tǒng)的主要構(gòu)成及其作用，氣 相色譜常用檢測(cè)器和所適用的檢測(cè)對(duì)象。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 色譜計(jì)算題中關(guān)于分離度、柱效、柱長(zhǎng)等的準(zhǔn)確計(jì)算；內(nèi)標(biāo)法中對(duì)內(nèi)標(biāo)物的具體要求； 歸一化法中各種校正因子的定義和正確使用； 根據(jù)分析物選用合適的氣相 色譜填充柱。 授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課后自學(xué)等方法為輔。

13、授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 色譜法概述一、色譜法的出現(xiàn)二、色譜法的發(fā)展三、色譜法的定義四、色譜法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)五、色譜法的分類六、色譜法發(fā)揮的作用第二節(jié) 色譜法的原理一、色譜分離的本質(zhì)二、色譜分離的塔板理論三、色譜速率理論四、色譜常用術(shù)語(yǔ)和參數(shù)第三節(jié) 色譜定性與定量分析一、利用純物質(zhì)定性的方法二、利用文獻(xiàn)保留值定性三、與其他分析儀器聯(lián)用的定性方法四、峰面積的測(cè)量五、定量校正因子六、常用的色譜定量方法第四節(jié) 填充柱氣相色譜法一、氣液色譜用載體二、氣液色譜用固定液三、氣液色譜條件的選擇四、氣固色譜第五節(jié) 毛細(xì)管柱氣相色譜法一、毛細(xì)管氣相色譜的發(fā)展歷史二、毛細(xì)管柱的類型三、毛細(xì)管氣相色譜與填充柱氣相色譜的比

14、較四、毛細(xì)管氣相色譜柱的涂漬五、毛細(xì)管氣相色譜柱的評(píng)價(jià)六、大內(nèi)徑厚液膜毛細(xì)管氣相色譜柱七、氣固色譜毛細(xì)管柱八、程序升溫氣相色譜法第六節(jié) 氣相色譜儀器一、概述二、氣路系統(tǒng)三、進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣裝置和汽化室四、氣相色譜檢測(cè)器五、常用氣相色譜檢測(cè)器六、分離系統(tǒng)色譜柱七、溫度控制系統(tǒng)第八章 液相色譜分離法建議學(xué)時(shí)：35 教學(xué)目的與要求 了解高效液相色譜的發(fā)展歷史、優(yōu)點(diǎn)和組成。掌握高效液相色譜的分類；掌握反 相、正相、離子色譜等各類色譜的含義、分離機(jī)理、固定相、流動(dòng)相組成等；掌握各類型色譜模式所應(yīng)用 的分析對(duì)象。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 根據(jù)分析對(duì)象選擇正確的高效液相色譜模式。正確選擇液相色譜柱和流動(dòng)相。 授 課 方

15、 法 以課堂講授為主，課堂討論和課后自學(xué)等方法為輔。 授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 高效液相色譜概述一、高效液相色譜的出現(xiàn)二、高效液相色譜的組成三、高效液相色譜柱四、比較其它色譜法的比較第二節(jié) 高效液相色譜的分類一、高效液相色譜的分類，二、反相色譜的含義，三、反相色譜的分離機(jī)理，四、反相色譜 柱和流動(dòng)相，五、 反相色譜的應(yīng)用，六、正相色譜的概念，七、正相色譜的固定相，八、 正相色譜的流動(dòng)相，九、正相色譜的分離機(jī)理，十、正相色譜的應(yīng)用，十一、正相色譜與反 相色譜的比較，十二、 離子色譜，十三、離子對(duì)色譜，十四、體積排阻色譜，十五、疏水 作用色譜，十六、膠束液相色譜，十七、親和色譜第三節(jié) 色譜柱和流動(dòng)相一

16、、 色譜柱填料， 二、硅膠色譜柱填料的優(yōu)勢(shì)， 三、硅膠色譜柱填料的殘余硅羥基效應(yīng)， 四、 反相色譜柱填料保留性能隨溫度的變化，五、提高硅膠基質(zhì)反相色譜填料的色譜性能，六、 高效液相色譜鍵合固定相的類型，七、鍵合固定相的性質(zhì)，八、色譜柱的參數(shù)，九、液相色 譜流動(dòng)相，十、高效液相色譜方法的選擇，十一、色譜條件的影響第四節(jié) 超高效液相色譜和制備色譜一、超高效液相色譜二、制備色譜第五節(jié) 液相色譜儀器*第九章 平面色譜分離法建議學(xué)時(shí)：24 教學(xué)目的與要求 紙色譜的基本原理，定性分析的依據(jù)比移值 Rf ，以及它的影響因素。薄層色譜的基本原理，薄層色譜的固定相和流動(dòng)相，薄層板的制備方法。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 紙

17、色譜的具體操作方法， 以及根據(jù)實(shí)際樣品選擇合適的紙色譜條件。 薄層色譜的具體實(shí)驗(yàn)方法，以及根據(jù)實(shí)際樣品選擇合適的薄層板和展開(kāi)劑。 授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論、專題報(bào)告和課后自學(xué)等方法為輔。 授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 紙色譜分離法一、概述二、基本原理三、紙色譜示意圖四、比移值 Rf五、操作技術(shù)六、應(yīng)用第二節(jié) 薄層色譜分離法一、 概述二、基本原理三、比移值 Rf四、薄層色譜的固定相和流動(dòng)相五、薄層板的制備六、薄層色譜的實(shí)驗(yàn)方法七、薄層色譜的應(yīng)用第十章 膜分離法建議學(xué)時(shí)： 4 5 教學(xué)目的與要求 了解膜離法的特點(diǎn)及發(fā)展史；了解膜的分類和膜的材料；掌握反滲透分離技術(shù)、 超過(guò)濾分離技術(shù)和微孔過(guò)

18、濾技術(shù)的分離原理； 掌握液膜分離技術(shù)的基本原理； 了解固膜液膜分離的裝置和操作技術(shù)，了解膜分離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 各種固膜分離和液膜分離技術(shù)的原理；乳狀液膜中溶質(zhì)的傳質(zhì)方式； 授 課 方 法 以課堂講授為主，課堂討論和課后自學(xué)等方法為輔。 授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 引 言 一、膜分離技術(shù)的定義 二、膜分離技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史三、膜的定義四、膜的分類五、膜分離技術(shù)分類六、膜分離過(guò)程和膜的材料七、特點(diǎn)第二節(jié) 反滲透分離技術(shù)一、概述 二、滲透、滲透壓及反滲透三、反滲透膜分離機(jī)理四、反滲透膜五、反滲透膜的主要特性參數(shù)六、反滲透膜分離裝置七、反滲透的應(yīng)用第三節(jié) 超過(guò)濾分離技術(shù) 一、超過(guò)濾分離技術(shù) 二

19、、超過(guò)濾膜三、超濾膜分離的操作模型四、超濾分離技術(shù)的特性五、超過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用第四節(jié) 微孔過(guò)濾分離技術(shù)一、概述 二、微孔濾膜分離基本原理三、微孔濾膜分離的操作模型四、微孔濾膜的特征和性能五、微孔濾膜的裝置六、微濾和超濾的異同七、微孔濾膜分離技術(shù)的應(yīng)用第五節(jié) 液膜分離技術(shù)一、引言 二、液膜的組成及結(jié)構(gòu)三、液膜分離機(jī)理 四、液膜分離的操作過(guò)程五、液膜分離技術(shù)的應(yīng)用第六節(jié) 膜污染、劣化及其預(yù)防方法一、膜污染和劣化的定義二、膜污染和劣化的預(yù)防方法第十一章 現(xiàn)代分離技術(shù)進(jìn)展建議學(xué)時(shí)： 2 教學(xué)目的與要求 了解現(xiàn)代分離方法。 授 課 方 法 引導(dǎo)學(xué)生課外查閱圖書資料、寫課程論文、讀書報(bào)告、課堂討論和課后自學(xué)為輔 等方法。 授 課 內(nèi) 容 根據(jù)專業(yè)特色和社會(huì)發(fā)展，選擇不同的現(xiàn)代分離技術(shù)為授課內(nèi)容。說(shuō)明： 為選學(xué)內(nèi)容，可根據(jù)學(xué)時(shí)及專業(yè)特點(diǎn)選擇教學(xué)內(nèi)容分離科學(xué)實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) 教學(xué)目的與要求 掌握各種分離技術(shù)的分離原理、方法及儀器操作。建議學(xué)時(shí)1020 （可根據(jù)學(xué)時(shí)及專業(yè)特點(diǎn)調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)