《现代分离方法》课程教学大纲
第一部分 课程基本信息
课程名称 |
现代分离方法 |
英文名称 |
The Modern Separation Methods |
课程编号 |
S5190305 |
适应专业 |
化学 |
开课学期 |
第二学期 |
预修课程 |
高等分析化学 |
课程性质 |
专业选修课 |
高等有机化学 |
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学时/学分 |
36学时/ 2 学分 |
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考核方式 |
考查 |
开课单位 |
化学学院 |
课程负责人 |
姓名 |
职称 |
学历/学位 |
陆娟 |
副教授 |
研究生/博士 |
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课程负责人所在学院（部门） |
化学学院 |
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课程负责人联系方式 |
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第二部分 课程概述
1．本门课程在本学科体系中的学科地位。
现代分离方法有别于传统的分离方法，是伴随着高新产业的出现，尤其是生物科学，生物技术，材料科学的发展而发展起来的更优化，更先进的分离方法，在工农业生产，材料科学，生命科学等领域发挥了越来越重要的作用，因此它也逐渐发展成了一门独立的科学。
2．本门课程的教学目标和基本要求。即要求学生通过本门课程的学习在理论基础、学术水平、实践能力等各方面取得哪些进步或达到什么程度。要实现该目标，对学生有哪些基本要求？
作为化学专业的一门专业选修课，本课程将向学生系统的介绍近年来发展较快的分离方法的原理及应用；并通过查阅文献及相关实验操作，要求学生掌握相关分离方法的应用，提高学生实践能力；同时要求学生自己查阅文献了解分离方法的发展前言，丰富其专业知识，有效的提高学生专业素养。
要实现该目标，学生需具备以下能力：自学能力、查阅并熟练阅读文献能力、动手能力等。
第三部分 课程主要教学内容
专题一 试样的采集与处理
本专题重点和难点：掌握试样的预处理、试样的分解和溶解
一、试样的采集
（一）采集原则及方案
（二）采样记录
（三）采样技术
1.采样误差
2.物料的类型
（四）采样数和采样量
（五）采样公式
（六）采样方法
（七）采样中的质量保证
二、试样的预处理
（一）破碎
（二）过筛
（三）混合
（四）缩分
三、试样的分解和溶解
（一）溶解法
（二）熔融法
（三）烧结法
（四）有机试样的分解
（五）有机试样的溶解
（六）微波消解技术
本专题主要思考题：
1.采样的基本原则是什么？
2.对于组成、粒度大小都极不均匀的试样，应该采取怎样的处理步骤？为什么要采取这样的步骤？
专题二 萃取分离法
本专题重点和难点：超临界萃取、微波协助萃取
一、溶剂萃取
（一）萃取剂、萃取溶剂和反萃取的定义
（二）萃取分离的基本参数
（三）几类重要的萃取体系
二、反胶团萃取
（一）概述
（二）原理
（三）影响萃取的因素
三、双水相萃取
（一）引言
（二）双水相萃取的理论基础
（三）影响分配比的因素
（四）影响双水相萃取过程的因素
（五）应用
四、超声萃取
（一）引言
（二）超声波的空化效应、机械效应和热效应
（三）影响超声波协助提取的因素
（四）特点
（五）超声波提取的新进展
五、微波协助提取
（一）引言
（二）方法原理
（三）操作注意事项
（四）影响微波协助提取的因素
本专题主要思考题：
1.试述微波萃取的原理及操作的注意事项？
2.超声波萃取的影响因素？
专题三 色层分析法
本专题重点和难点：吸附、分配、亲和、凝胶层析
一、吸附色层法
（一）原理
（二）吸附剂的类型及选择
（三）流动相及其选择
二、分配层析
（一）原理
（二）固定相及选择
（三）流动相及其选择
三、亲和层析
（一）原理
（二）亲和吸附剂的选择
（三）亲和吸附剂的制备
（四）亲和吸附剂中的手臂
（五）亲和层析的操作
四、凝胶层析
（一）凝胶层析的基本原理
（二）凝胶层析的基本概念
（三）凝胶的结构和性质
（四）应用
五、层析实验技术
（一）柱层析
（二）纸层析
（三）薄层层析
本专题主要思考题：
1. 在薄层层析分离中，展开剂距原点的距离为2cm，原点距展开剂前缘的距离为12cm，原点距展开斑点A、B的距离各为6 cm，8 cm。问A、B斑点的比移值各为多少？
2.为什么从文献查的比移值只能供参考？为了鉴定试样中各组分，应该怎样处理？
3.怎样选择薄层层析的展开剂？应该怎样考虑？
专题四 离子交换分离法
本专题重点和难点：离子交换平衡和离子交换动力学
一、离子交换树脂的组成、分类和命名
（一）组成
（二）分类
（三）名称、牌号及命名法
二、离子交换树脂的作用和性能
（一）作用
（二）性能
三、离子交换平衡和离子交换动力学
（一）离子交换的基本理论-唐南理论
（二）离子交换平衡
（三）离子交换动力学
四、离子交换分离操作方法
（一）离子交换树脂的选择
（二）离子交换树脂的处理
（三）仪器装置
（四）柱上操作
五、柱上离子交换分离法
（一）交换过程及交换条件的选择
（二）洗脱过程及洗脱条件的选择
本专题主要思考题：
1.离子交换树脂的结构如何？
2.大孔离子交换树脂和凝胶离子交换树脂相比，有何特点？
3.什么是离子交换树脂的交联度？它与树脂的性能有何影响？交联度如何表示？
4.平衡常数、选择系数、平衡系数这些名词的含义是什么？它们之间有何关系？离子交换亲和力与这些常数有何关系？
5.始漏量和总交换容量的含义是什么？为什么始漏量总是小于总交换量？哪些因素影响二者差距？
6.哪些因素影响洗脱曲线的形状？
专题五 电泳法
本专题重点和难点：高效毛细管电泳
一、概述
二、电泳技术
（一）电泳的基本原理
（二）电泳的分类
（三）聚丙烯酰氨凝胶电泳
（四）其他电泳技术
三、高效毛细管电泳
（一）高效毛细管电泳原理
（二）高效毛细管电泳的特点
本专题主要思考题：
1.影响电泳迁移率的因素有哪些？
2.高效毛细管电泳有哪些分离模式？如何根据待分离化合物的性质选择分离模式？
3.与高效液相色谱相比，毛细管电泳有哪些优点和缺点？
专题六 泡沫浮选分离法
本专题重点和难点：装置与基本操作
一、引言
二、装置与基本操作
三、离子浮选法
（一）影响离子浮选效率的主要因素
（二）在无机酸和络合剂溶液中的离子浮选
（三）在有机试剂溶液中的离子浮选法
四、共沉淀浮选法
（一）影响共沉淀浮选效率的主要因素
（二）氢氧化物共沉淀浮选
（三）有机试剂共沉淀浮选法
五、溶剂浮选法
（一）影响溶剂浮选效率的主要因素
（二）通气浮选
（三）震荡浮选
本专题主要思考题：
1.请举例说明离子浮选法的作用机理？
2. 请举例说明共沉淀浮选法的作用机理？
3.什么是溶剂浮选法？请举例说明。在这类浮选操作中需控制适当的酸度吗？
专题七 液相色谱分离法
本专题重点和难点：色谱法术语及理论、高效液相色谱
一、色谱法概述
（一）原理及发展简史
（二）色谱法分类
（三）色谱分离技术概述
二、液相色谱
三、色谱法术语及理论
（一）术语
（二）理论
四、制备色谱
（一）分离对策
（二）具体分离方法
（三）色谱条件及仪器设备
五、高效液相色谱的分离类型
（一）液固色谱
（二）化学键合色谱
（三）排阻色谱
（四）灌注色谱
本专题主要思考题：
1.高效液相色谱仪器由哪几个部分组成？作为制备型的仪器和分析型的相比，各部分有何不同？
2.色谱柱的柱效是如何表示的？有哪些途径可以提高柱效？
专题八 膜分离法
本专题重点和难点：新型膜分离技术
一、概述
二、膜分离材料分类
三、表征模性能参数
四、膜分离机理和传递理论
五、膜分离装备和操作方式
六、膜污染及浓差极化
七、新型膜分离技术
（一）纳滤
（二）渗透蒸发
（三）膜蒸馏
（四）亲和膜分离
八、膜分离技术的应用
本专题主要思考题：
1.当采用超滤法生产牛奶时，常出现通量持续下降的现象，请设计一个合理的方案予以解决，并说明设计的依据？
2.试对常用的四种超滤器的性能进行比较。
第四部分 主要教学参考资料
一、建议教材
张文清（作者），《分离分析化学》（第1版）（教材名称），华东理工大学出版社（出版社），出版时间（2008年12月）
二、主要参考书
1．周晶，冯淑华（作者），《中药提取分离新技术》（第1版），科学出版社， 2010年3月
2．丁明玉（作者），《现代分离方法与技术》（第2版），化学工业出版社，2012年6月
第五部分 教学进度表
教学周 |
专题名称 |
主要内容 |
授课方式 |
学时分配 |
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理论学时 |
实践（实验）学时 |
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第一周 |
专题一 |
试样的采集与处理 |
讲授 |
2 |
|
第二周 |
专题二 |
溶剂萃取、反胶团萃取 |
讲授 |
2 |
|
第三周 |
专题二 |
超临界萃取 |
讲授 |
2 |
|
第四周 |
专题二 |
超声萃取 |
讲授 |
2 |
|
第五周 |
专题二 |
微波萃取 |
讲授 |
2 |
|
第六周 |
专题三 |
吸附色层法 |
讲授 |
2 |
|
第七周 |
专题三 |
分配层析 |
讲授 |
2 |
|
第八周 |
专题三 |
亲和层析 |
讲授 |
2 |
|
第九周 |
专题三 |
凝胶层析 |
讲授 |
2 |
|
第十周 |
专题三 |
层析实验技术 |
实验 |
|
2 |
第十一周 |
专题四 |
离子交换平衡、动力学 |
讲授 |
2 |
|
第十二周 |
专题四 |
离子交换分离操作 |
实验 |
|
2 |
第十三周 |
专题五 |
电泳法 |
讲授 |
2 |
|
第十四周 |
专题六 |
泡沫浮选分离法 |
讲授 |
2 |
|
第十五周 |
专题七 |
液相色谱，色谱法术语及理论 |
讲授 |
2 |
|
第十六周 |
专题七 |
制备色谱，高效液相色谱 |
讲授 |
2 |
|
第十七周 |
专题七 |
高效液相色谱应用 |
实验 |
2 |
|
第十八周 |
专题八 |
膜分离 |
讲授 |
2 |
|
学院主管领导审核签字：
年 月 日
