分离科学是研究分离、富集和纯化物质的一门学科。从本质上讲,它是研究被分离组分在空间移动和再分布的宏观和微观变化规律的一门学科。分离过程中伴随着分离与混合(或定向移动与扩散)、浓集与稀释及某些情况下
分子构象的变化与其自然形态以及可逆或不可逆的过程。近年来,由于精细化工、生物技术和材料科学等新兴学科的发展,加之计算机和现代分离手段的广泛应用,促使分离科学的基础理论日臻完善,技术水平不断提高,使其逐渐发展成为一门相对独立的学科。
(1)研究分离过程的共同规律,主要包括用热力学原理讨论分离体系的功、能量和热的转换关系,以及物质输运的方向和限度;用
动力学原理研究各种分离过程的速度与效率;研究分离体系的
化学平衡、
相平衡和分配平衡。(物理化学、化工原理)
(3)物理化学分离法:按被分离组分的物理化学性质差异进行分离。如电泳、区带熔融、
膜分离。
利用外加能量或
分离剂使混合物体系形成两相界面,通过两相界面的平衡关系使均相混合物得以分离。如液-液萃取(达到平衡时的
分配系数不同);结晶(固-液平衡);蒸馏(液-气平衡)
利用外加能量,强化特殊梯度场(
重力梯度、
压力梯度、
温度梯度、
浓度梯度、
电位梯度等)。如高速或
超速离心强化离心力场,使用过滤材料强化不同物质移动的速度差。电泳强化离子移动速度差等。一般用于非均相混合物的分离。
利用外加能量或
化学试剂,使发生化学反应或化学反应被促进,达到分离目的方法。
例如:
烟道气脱硫工艺中,将SO3与
石灰水作用生成石膏分离;污水中有机物被微生物分解为CO2和水而分离。