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1、第六章膜分离技术MembraneSeparationtechnology6.1概述6.2膜材料化学6.3膜分离机理和传递理论6.4液膜分离技术6.5固膜分离技术6.6新型膜分离技术6.7膜分离技术的应用6.1概述6.1.1膜分离的基本概念1、膜的定义膜是指存在于一种流体相内或是两种流体相之间的一层薄的凝聚相,它把流体相分隔为两部分,井能使这两部分之闰产生传质作用,膜可以是固态、液态和气态;可以是均匀的一相,也可以是由多种凝聚相构成的复合体。2、膜的特性体膜有两个界面,它们分别与两侧的流体相接触。仰膜传质有选择性。膜有一定的孔径,小于孔径的溶质和溶剂能透过膜,而大于孔径的溶质被阻留而分离。选择恒
2、透过膜3、膜分离技术以天然或人工合成的具有选择透过性的蕹膜为分离介质,通过在膜两边施加一个推动力(如浓度差、压力差或电压差等,使原料侧组分有选择性地透过膜,以达到分离、纯化和淫缩的目的。巴|4、膜的发展历史膜分离技术是目前世界上普遍使用的分离支术,美国、德国、英国走在前列。美国膜分离技术应用每年几百亿美元,且以很高的增长速率日渐发展。我国目前胶分离尚属起步阶段,七五、八五期间,在中科院大连物化所投入巨资开发研究,但制膜技术尚不成熟,日前国内大量使用进口膜。1950年W.Juda研制出了具有选择透过性能的离子交换膜,萸定了电渗析的实用化基础。么1960年洛布(Loeb)和索里拉简(Souriri
3、ngan)首次研制出了具有历史意义的非对称反渗透膜,使膜分离技术进入了大规模工业化应用时代。咤胶分离发展的历史大致为:30年代微孔过滁,40年代透析;50年代电渗析;60年代反渗透;70年代超滤和液膜;80年代气体分离;90年代渗透汽化。此外,以膜为基础的其它新型分离技术,以及膜分离与其它分离技术结合的集成技术(ntegratedMembraneProcess)也日益得到重视和发展。6.2膜分离技术的分类Puu表9-1阳离子膜带电膜【阴离子膜高分子膜壬过滤膜山述精密过滤膜分离膜4液体膜一非带电腹工k生物膜|的林满腋反渗透膜*以静压力差为推动力的过程微溟Cmicrofiltration,MPF)
4、超溟(ultrafiltration,UF)反渗透(reverseosmosis,RO)纳滤(nanofiltration,NF)*以蒸汽分压为推动力的过程膜蒸馏membranedistillation,MD)渗透蒸发(pervaporation,PV)外以浓度差为推动力的过程:渗析(dialysis,D)外以电位差为推动力的过程电渗析(electrodialysis,BD)常用的有:微滤、超滦、纳滁、反渗透和电渗析等。6.2.1微溏CMF)微孔过滤技术始于十九世纪中叶1、基本原理:利用筛分原理,以压力姜(0.010.2MPa)为推动力,利用孔径为0.02hm-I0m的对称微孔膜来过滤。直径较大的微粒或菩体被截留,溶剂及可溶性溶质透过.殆_嚣微滤装置2、应用:从气相或液相物质中除去微粒、细菌、震菌和乳化油等。药物的无菌过滤。特别是热敏性药物,如胰岛素、血清蛇白、注射液、眼药水等,常温下进行微滤过溟,细菌被截留,而不会引起药物分解和变性。食品、饮料的精制和发酵工业的空气净化及除菌。微孔滤腹史纯仁食精,除去酒类中的畹母、震菌和其他微生物,使酒类澄清,延长存放期。气体、溶液和水的净化。微孔膜可去除大气中悬浮的尘埃、纤维、花粉、细菌、病毒以及溶液和水中的固体微粒和微生物等。亢可作为超溟、反渗透过程的前处理。
