分离化学与技术

　　本书是基于作者长期以来在分离化学与技术方面的教学经验和研究成果，并结合国内外这一领域的技术进步和发展要求来组织编纂的。本书的编写贯穿两条基本主线：一是分离化学基础，重点介绍分离的化学原理和研究方法，讲究科学性和学术性；二是分离技术，重点介绍各分离方法及其具体的应用成果。所选应用实例主要来自作者实验室的工作及国际上近5年来的新成果，可以充分体现其前沿性和实用性要求。 各分离技术在应用方面的内容将重点结合湿法冶金、食品及生物医药、环境保护与物质回收利用、化学化工制备的新成果来展开。适合化学化工、材料、有色金属冶炼、环境科学与技术、食品与生物医药等领域研究生和科研人员阅读。

　　李永绣，南昌大学化学系，南昌大学稀土与微纳功能材料研究中心，中心主任，教授， 李永绣，教授，博士，中国稀土学会理事，兼稀土化学与湿法冶金专业委员会副主任，稀土环境保护专业委员会副主任，稀土地质采矿选矿专业委员会委员，稀土发光专业委员会委员；江西省稀土学会副理事长，兼稀土应用专业委员会主任；主要从事稀土资源高效提取，稀土环境保护和稀土新材料的研究和技术推广应用工作。

第1章 概论 001
1.1 分离的概念与重要性 001
1.2 分离的基本要素及分离技术研究的主要任务 002
1.3 分离过程的分类 004
1.3.1 机械分离 004
1.3.2 传质分离 005
1.3.3 分离化学与技术 006
1.4 现代分离技术与新型分离技术的发展 006
1.4.1 基于传统分离方法的新型分离技术 008
1.4.2 基于材料科学的发展形成的分离技术——膜分离技术 010
1.4.3 基于多种分离方法耦合与集成的新型分离技术 011
1.5 选择分离技术的一般规则 012
1.5.1 选择的基本依据 012
1.5.2 过程的经济性 014
1.5.3 组合工艺排列次序的经验规则 014
1.6 分离技术在各领域的应用 015
1.6.1 冶金分离与材料制备 015
1.6.2 有机化学合成与药物分离 016
1.6.3 环境保护领域的废水废气处理 016
1.7 现状、挑战与本书的内容安排 016
参考文献 017
第2章 溶剂萃取分离 019
2.1 概述 019
2.1.1 溶剂萃取技术及其重要性 019
2.1.2 溶剂萃取的基本原理和过程 020
2.1.3 液液萃取平衡及相关的参数 021
2.2 溶剂萃取化学 027
2.2.1 物理萃取和化学萃取 027
2.2.2 物理萃取中的化学问题 028
2.2.3 化学萃取中的萃取剂 034
2.2.4 极性有机化合物萃取分离的化学问题 041
2.2.5 金属离子萃取分离及其配位化学 048
2.2.6 萃取过程动力学 059
2.3 萃取过程的界面化学与胶体化学 063
2.3.1 萃取体系的界面性质 063
2.3.2 界面现象与传质 064
2.3.3 萃取体系中胶体组织的生成及影响 064
2.3.4 溶剂萃取中微乳状液（ME）的生成及对萃取机理的解释 067
2.3.5 乳化的形成及其消除 068
2.3.6 萃取过程三相的生成与相调节剂 070
2.3.7 稀释剂与相调节剂的选择 071
2.4 萃取分离技术的应用 074
2.4.1 金属离子萃取分离 074
2.4.2 有机化合物的萃取与分离 094
2.5 串级萃取理论与工艺 096
2.5.1 萃取分离的基本过程 096
2.5.2 串级萃取及方式 097
2.5.3 串级萃取理论 100
2.5.4 稀土串级萃取工艺的应用与提升 111
2.6 萃取分离的未来发展 119
参考文献 119
第3章 吸附、色谱及离子交换分离 122
3.1 概述 122
3.1.1 定义 122
3.1.2 吸附的类型及特性 123
3.1.3 影响吸附的因素 124
3.2 吸附剂及其结构与性能 125
3.2.1 吸附分离常用吸附剂 126
3.2.2 色谱分离用固定相与流动相 129
3.2.3 离子交换分离的离子交换剂 130
3.3 吸附分离化学与技术 135
3.3.1 吸附平衡热力学与吸附等温线方程 135
3.3.2 固液吸附动力学 138
3.3.3 吸附分离工艺 140
3.3.4 吸附分离技术的应用举例 146
3.4 色谱分离技术 151
3.4.1 定义与特点 151
3.4.2 色谱分离的分类 152
3.4.3 几种常用色谱分离的特点 153
3.4.4 色谱理论及表示 156
3.4.5 色谱流出曲线与参数 159
3.4.6 生产规模气液色谱及其应用 165
3.4.7 大规模固液吸附色谱及其应用 167
3.5 离子交换分离 170
3.5.1 概述 170
3.5.2 离子交换过程机制 171
3.5.3 离子交换分离技术 176
3.5.4 离子交换分离技术的应用 180
参考文献 189
第4章 溶解与浸取分离 191
4.1 溶解和浸取的基本概念及分类 191
4.1.1 基于浸取过程化学反应和浸取试剂的分类方法 191
4.1.2 原料及中间产品与可供选择的浸取方法 192
4.1.3 浸取效果的计算 193
4.2 溶解和浸取过程化学基础 193
4.2.1 热力学 193
4.2.2 动力学 195
4.3 溶解与浸取分离 201
4.3.1 水溶解反应与水浸取 201
4.3.2 电解质离子交换浸取 202
4.3.3 酸溶解反应与酸浸取 207
4.3.4 碱溶解反应与碱浸取 211
4.3.5 配位溶解反应与配位浸取 216
4.3.6 氧化还原溶解反应与浸取 220
4.3.7 多种溶解反应的相互促进浸取 221
4.3.8 生物浸取 222
4.4 溶解与浸取分离的发展 225
参考文献 225
第5章 沉淀与结晶分离 227
5.1 概述 227
5.2 沉淀与结晶分离化学 228
5.2.1 溶解平衡与溶度积规则 228
5.2.2 沉淀与结晶的生成 230
5.2.3 沉淀的胶体特征及其稳定与聚沉 238
5.3 沉淀与结晶分离技术 245
5.3.1 基于金属离子氢氧化物沉淀的分离 245
5.3.2 基于金属离子硫化物沉淀的分离技术 249
5.3.3 基于金属离子草酸盐沉淀的分离方法 250
5.3.4 基于金属碳酸盐沉淀的分离技术 254
5.3.5 基于金属卤化物的沉淀结晶分离技术 265
5.3.6 基于胶体聚沉的蛋白质和生物活性物的沉淀分离技术 266
5.3.7 基于有机物沉淀法的金属选择性沉淀分离 268
5.3.8 结晶分离技术及其应用 269
5.4 沉淀结晶分离技术的发展 273
5.4.1 新试剂与新技术 273
5.4.2 从单纯的分离功能提升到材料制备功能 274
参考文献 275
第6章 膜分离 277
6.1 膜材料 277
6.1.1 膜的定义 277
6.1.2 膜分离技术的发展历史 278
6.1.3 膜的分类及特性 278
6.1.4 膜的制备 282
6.1.5 膜材料及分离原理 285
6.1.6 膜材料的性能表征 299
6.1.7 膜组件 300
6.1.8 膜分离过程的概念、分类和适用范围 304
6.2 反渗透、纳滤、超滤与微滤 305
6.2.1 反渗透 306
6.2.2 纳滤 310
6.2.3 超滤 311
6.2.4 微滤 316
6.3 气体渗透、渗透汽化与膜基吸收 318
6.3.1 气体分离 319
6.3.2 渗透汽化及蒸汽渗透原理 320
6.3.3 膜基吸收 322
6.4 透析、电渗析与膜电解 324
6.4.1 透析（渗析） 324
6.4.2 电渗析与膜电解 327
6.4.3 双极膜水解离 337
6.5 膜分离技术的应用与发展 342
6.5.1 膜法水处理技术 342
6.5.2 膜法食品加工技术 343
6.5.3 膜分离技术的发展 345
参考文献 346
第7章 新型分离技术 348
7.1 新型萃取技术 348
7.1.1 超临界流体萃取 348
7.1.2 双水相萃取 352
7.1.3 液膜萃取 353
7.1.4 反胶束萃取 355
7.1.5 液相微萃取 356
7.1.6 固相微萃取 356
7.1.7 微波萃取 357
7.1.8 超声波萃取 357
7.1.9 预分散溶剂萃取 357
7.1.10 凝胶萃取 358
7.1.11 离子液体萃取 358
7.1.12 膜基溶剂萃取 359
7.2 新型精馏技术 359
7.2.1 恒沸精馏 359
7.2.2 反应精馏 360
7.2.3 分子精馏 362
7.3 泡沫分离技术 363
7.3.1 原理及方式 363
7.3.2 影响泡沫分离的因素 366
7.4 分子识别与印迹分离 368
7.4.1 分子识别特征 368
7.4.2 分子识别体系 369
7.4.3 分子识别的热力学基础以及印迹分离选择性 372
7.4.4 分子印迹分离技术 373
7.5 基于多种分离方法耦合与集成的新型分离技术 374
7.5.1 反应-分离的耦合与集成过程 374
7.5.2 分离-分离的集成过程 379
参考文献 380