分子蒸餾技術(shù)是一種特殊的液-液分離技術(shù),產(chǎn)生于20世紀(jì)20年代。它是隨著真空中氣體運動理論的深入研究和真空蒸餾技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸興起的一種新型分離技術(shù)。目前,分子蒸餾技術(shù)已經(jīng)成為分離技術(shù)的一個重要分支。分子蒸餾器又稱短程蒸餾器,是在高真空(殘余氣體分子壓力為0.1Pa)下進(jìn)行連續(xù)蒸餾過程的儀器。分子蒸餾過程不同于傳統(tǒng)的蒸餾過程。傳統(tǒng)的蒸餾是在沸騰溫度下分離,蒸發(fā)和冷凝過程是可逆的,液相和氣相會形成平衡狀態(tài)。分子蒸餾是不可逆的蒸餾過程, 該反應(yīng)在遠(yuǎn)離大氣壓下物質(zhì)沸點的溫度下進(jìn)行。更準(zhǔn)確的說,是一個分子蒸發(fā)的過程。
(1)分子運動的平均自由程。任何分子的自由程都是在運動過程中不斷變化的,短程分子蒸餾儀在一定時間內(nèi)的平均自由程就是平均自由程。設(shè)Vm為分子的平均速度,f為碰撞頻率,λm為平均自由程。那么λm=Vm/f,所以f = VM/λ m。
(2)分離因子Langmuir研究了高真空下純物質(zhì)的蒸發(fā)現(xiàn)象,從理論上推導(dǎo)出純物質(zhì)的分子蒸發(fā)速率比普通蒸餾高1/2倍,因此可以用分子蒸餾技術(shù)分離揮發(fā)性相近但分子量不同的混合物。
(3)分子蒸餾技術(shù)的基本原理。根據(jù)分子運動的平均自由程公式,不同種類的分子由于有效直徑不同,平均自由程也不同,也就是說是不同種類的分子。