高分子分离膜的应用及发展综述

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1、高分子分离膜的应用及发展综述江苏技术师范学院化学与环境工程学院09应化2Z摘要：高分子分离膜是用高分子材料制成的，具有选择性透过功能的半透性薄膜。本文介绍高分子分离膜的主要材料、分类以及高分子分离膜在日常生活中的广泛应用，并且论述了高分子分离膜的发展历程以及发展前景等。关键词：高分子离子膜高分子分离膜概述高分子分离膜（polymericmembraneforseparation），是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。膜分离过程就是用分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及

2、回收利用的目的[7]。单位时间内流体通过膜的量（透过速度）、不同物质透过系数之比（分离系数）或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。高分子分离膜主要材料及制备最初用作分离膜的高分子材料是纤维素酯类材料。后来，又逐渐采用了具有各种不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亚胺等。高分子共混物和嵌段、接枝共聚物也越来越多地被用于制分离膜，使其具有单一均

3、聚物所没有的特性。1.二氧化碳回收膜：是日本工业技术化学研究所新发明的一种环境保护膜，它是用聚醚矾合成的一种琼脂凝胶状薄膜。这种高分子膜可以分离和回收工厂或火力发电厂排放的二氧化碳，其效率达到世界先进水平。2.废水净化膜：瑞典发明。它主要是依靠一个命名为“Antric”的废水处理系统。这种系统是塔状结构，当它作用于废水上时，可以使废水中的有机物去除，同时产生一种含硫气体。这种气体在经过清洁器净化，即可以分离出硫元素而废水页已变得澄清无毒。3.诊测癌患膜：日本医学家将蚕丝溶解、干燥成一种超纯丝素膜，附上与抗原反应的单克隆抗体后，即可用来诊断癌症。由于它可使抗体固化在素膜上，加入血液与过氧化酶的抗

4、体后，通过用装有载电极的免疫传感器测定所释放的氧气的数量，即可诊断是否患癌症。4.除臭生化膜：可除去70%~90%的抓硫醇、硫化氢等恶臭。同时还可除去体臭及卫生间、厨房、饲养场和医院等场所的臭味。5.食品空气保鲜膜：可以保鲜食品。6.超铜电导膜：非常易于导电。7.无电阻耐蚀膜：耐腐蚀的一种高性能氛基阴离子交换膜，把氛基阳离子交换膜改变为具有阴离子型阴离子交换基极性开关的一种膜。可以用来制造各种高性能电池以及高温电渗析的隔膜等。8.其他高分子膜材料：亚稳态超导膜，超薄绝缘膜，节能增光膜等等。制备高分子分离膜的方法有流延法、不良溶剂凝胶法、微粉烧结法、直接聚合法、表面涂覆法、控制拉伸法、辐射化学侵

5、蚀法和中空纤维纺丝法等。高分子分离膜分类目前，高分子膜材料的种类繁多，而且分类方法也不相同：1.按膜的材料分按置备膜的材料种类来分，可将高分子分离膜分为纤维树脂类和非纤维树脂类[1]。2.按膜的分离原理及适用范围分根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜[9]、超过滤膜、反渗透膜、纳过滤膜[10]、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜[8]等。3.按膜断面的物理形态分根据分离膜断面的物理形态不同，可将其分为对称膜、不对称膜、复合膜、平板膜、管式膜、中空纤维膜。4.按功能分类按高分子膜的功能分类可分为离子膜（包括气体分离膜、液体分离膜、离子交换膜、化学功能膜）、能量转化功能膜（包括浓差量转化

6、膜、光能转化膜、机械能转化膜、电能转化膜、导电膜）、生物功能膜（包括探感膜、生物反应器、医用膜）等。下面介绍两类比较先进的高分子膜材料技术。1.膜分离技术目前膜分离技术在许多方面得到了广泛应用，而且在某些方面还应用得比较成熟[12]。与传统分离方法（蒸发、萃取或离子交换等）相比，它是在常温下操作，最适宜对热敏性物质和生物活性物质进行分离与浓缩，因而在化工、轻工、电子、纺织、冶金、污水处理等领域得到广泛应用。在膜技术的发展中，膜材料的开发是极其重要的工作，而高分子材料在膜分离中占有重要地位，所以许多专家学者对高分子分离膜材料的制备、结构、改性及性能都进行了大量研究，而且取得了很多成果，改性及性能

7、都进行了大量研究，而且取得了很多成果，在此对高分子材料制备膜及其改性的研究进展进行概述。2.气体膜分离法气体膜分离法[5]是一项新型分离技术，已经在许多领域发挥了重大的作用。与传统分离方法如低温蒸馏法和深冷吸附法相比，它具有分离效率高、设备紧凑、占地面积小、能耗较低、操作简便、维修保易、投资较少等优点，因此显示出优良的应用前景。其中气体膜分离法在分离CO2/CH4的领域。高分子分离膜的应用1.气体