液膜萃取技术及其应用的研究

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1、液膜萃取技术及其应用的研究摘要：由于固体膜的选择性较低、通透量较小等缺点，使其在工业技术领域的应用效率不高，因此，人们试图用改变固体高分子膜的状态，使膜的扩散系数增大、厚度变小，从而增强膜的选择特性并提高物质的迁移效率。本文结合了液膜萃取技术的最新研究进展，对该技术的基本原理、类型、特点作一简单地介绍，同时就该技术在生物工程领域和其他领域的应用进行综述。关键词：液膜萃取；分离；中空纤维支撑液膜TheResearchofTheLiquidMembraneExtractionTechnologyandItsApplicationAbs

2、tract:Duetothelowselectivityandasmalltransportationofthesolidmembrane,Ithasbeenappliedefficiencyisrelativelylowerintheindustrialfield,therefore,somepeopleattemptedtochangethestageofthesolidmolecularmembrane,makemembranediffusioncoefficientincreaseandthicknessdecrease,

3、Soselectfeaturesofmembranewasenhancedandthemigrationefficiencyofsubstanceswasincreased.Inthispaper,thebasicprinciples,typesandcharacteristicsofthetechniqueweresimplypresented,combinedwiththelatestresearchprogressoftheliquidmembraneextractiontechnology,atthesametime,th

4、eapplicationofthetechnologyinthebiologicalengineeringfieldandotherfieldsweresummarized.Keywords:liquidmembraneseparation;extraction;hollowfibersupportedliquidmembrane液膜萃取(Liquidmembraneseparation)，又称液膜分离(Liquidmembraneextraction)，它是一种以液膜为分离介质、以浓度差为推动力的膜分离操作技术。液膜萃取技术实质

5、上是一种液液分离的过程，它的研究开始于20世纪60年代中期，该技术的发展结合了固体膜分离技术和液液萃取技术的特点，是一种新型的膜分离技术。早期，Bloch等[1]采用支撑液膜对金属的提取过程进行了研究，使萃取与反萃可以在同一个单元设备内进行；随后，在1968年，美籍华人LiNN[2]提出了乳状液膜分离法后，各国科学家对液膜萃取技术的研究越来越关注，使该技术先后经历了不同程度的发展，支撑液膜、包容液膜、大块液膜、静电式准液膜、内耦合翠反交替过程等等，并应用于环境保护、石油化工、冶金工业、生物医药等各个领域[3]。随着该技术的发展和不

6、断地改进，20世纪80年代后期，新的液膜构型不断提出，如液体薄膜渗透萃取技术、流动液膜技术、中空纤维包容液膜技术、支撑乳化液膜、中空纤维更新液膜等等，这些技术已经应于相关领域并获得了一定的发展[4]。1液膜萃取体系及其机理8液膜萃取过程是由三个液相所形成的两个相界面上的传质分离过程,是萃取与反萃取的结合，通常将含有被分离组分的料液作连续相，称为外相；接受被分离组分的液体，称为内相；成膜的液体处于两者之间，称为膜相，三者组成液膜分离体系[5]。在液膜萃取中，根据待分离溶质种类的不同，主要可分为单纯迁移、反萃相化学反应促进迁移、膜相载

7、体运输。单纯迁移是一种物理渗透，是根据料液中不同溶质在膜相中的溶解度和扩散系数的不同而实现物质分离的；反萃相化学反应促进迁移又称I型促进迁移，一般用于有机酸等弱酸性电解质的分离纯化(图1)，利用NaOH或NaCO3等碱溶液作为反萃相，与料液中的有机酸发生不可逆化学反应生成不溶于膜相的盐，NaOH与酸的反应不断进行的同时，反萃相中有机酸的浓度接近于零，使膜相两侧保持最大浓差，促进有机酸不断迁移，直到完全反应。这种方式不仅萃取速率快，而且使目标产物在反萃相中得到浓缩[6,7,8]；膜相载体运输又称为Ⅱ型促进迁移，它类似于生物膜的主动运

8、输作用，以膜相中掺入的萃取剂作为运输载体，能与料液中的目标物质发生可逆的化学反应，可在膜相的料液一侧生成中间产物，当中间产物运输到液膜的另一侧时，释放目标物质，运输载体则在浓度差的作用下重新扩散到料液的一侧继续运输目标物质。2液膜萃取的类型2.1乳