膜萃取技术在样品前处理中的应用

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1、河北农业大学河北农业大学2014级硕士生“液相色谱分析”课程论文膜萃取技术在样品前处理中的应用学生姓名专业分析化学导师授课教师2014年12月22日-12-河北农业大学前言41.膜萃取的特点42.膜萃取过程传质模型43.几种膜萃取技术63.1支持液膜萃取（SLME）63.2微孔膜液液萃取（MMLLE）63.3中空纤维膜液相微萃取（HFLPME）73.4固相膜萃取（SPME）74.影响膜萃取效果的因素74.1pH及溶液流速的影响84.2萃取时间的影响84.3萃取温度的影响84.4液膜的组成和性质的影响85.膜萃取技术的应用前景96.新型膜萃取技术97.结语10参考文献11-1

2、2-河北农业大学膜萃取技术在样品前处理中的应用摘要：膜萃取是膜分离与液-液萃取相结合的一种新型分离技术。文中简要阐述了膜萃取的特点、传质机理，并结合样品前处理中应用较广泛的几种膜萃取技术的装置、原理、等分析了影响膜萃取效果的因素，还简要介绍了膜萃取与气相色谱、液相色谱、质谱等仪器的联用技术在样品前处理中的应用，讨论了膜萃取技术的发展方向。关键词：膜萃取；传质模型；应用-12-河北农业大学Abstract:Membraneextractionisanewseparatingtechniquecombiningmembraneseparationwithliquid-liqui

3、dextraction.IthasbeenappliedwidelyinthepesticideresidueanalysisconnectedwithGC,LC,MSandotherdetectors.Theinstrument,principles,characteristicsandfactorseffectingtheextractionofmembraneextractionofsample.Theresearchtrendandsomenewtypetechniquesofmembraneextractionwerealsopointedout.Keywords

4、:membraneextraction;masstransfer;application-12-河北农业大学前言膜萃取是近年来兴起的一种新型分离技术1，将膜置于两相之间，通过萃取剂对膜具有浸润性而迅速地浸透膜的每个微孔并与膜另一侧原料液相接触形成稳定界面层，待分离溶质透过界面层从原料液转移到萃取剂中从而达到分离富集的目的。由于其传质是在两相接触的固定界面层上完成的，所以又称固定膜界面萃取2。膜萃取没有相的分散和聚结过程，不形成直接接触的液液两相流动，既可以减少萃取剂在料液中的夹带损失，又可以克服单纯液液萃取易形成乳状液而导致分离不完全的缺点。同时料液相和溶剂相各自在膜两侧流

5、动，放宽了对萃取剂物性的要求，且免受“返混”的影响和“液泛”条件的限制，易实现自动化且可与检测仪器在线联用。由于膜装置体积小，用较少的溶剂即可获得较高的富集率，得到的萃取液可直接转移到检测仪器中，如与气相色谱3、高效液相色谱3-4、反相液相色谱、毛细管电泳、电感偶合等离子体发射光谱仪、质谱仪等联用。膜萃取技术由于具有溶剂用量少，选择性高，富集倍数高，操作步骤少等优点，样广泛用于品前处理技术中。1.膜萃取的特点作为新型的膜分离技术，膜萃取与传统液—液接触萃取过程相比，具有其特殊的优势：(1)由于无两相间的分散和聚结过程，减少了萃取剂的夹带损失；并放宽了对萃取剂密度、粘度、界面

6、张力等物性要求，扩大了萃取剂应用范围2,5。(2)料液相和萃取相各自在膜两侧流动，流体流速独立控制，可避免“返混”的影响，突破“液泛”条件的限制。(3)不仅可节省庞大的澄清设备，简化操作流程，还能实现传统液液萃取无法轻易实现的同级萃取—反萃过程，提高过程的传质效率。(4)料液相与溶剂相在膜两侧同时存在，可以避免与其相似的支撑液膜内溶剂的流失问题。2.膜萃取过程传质模型以双膜理论为基本出发点，可以建立包括膜阻在内的膜萃取传质模型5，如图1所示。图1(a)和图1(b)分别绘出了以疏水膜或亲水膜为固定界面的膜萃取过程的传质模型图。假设膜的微孔被有机相(或水相)完全浸满，把微孔膜视

7、为由一定的弯曲度，-12-河北农业大学等直径的均匀孔道构成，并且忽略微孔端面液膜的曲率对于传质的影响，则膜萃取过程的传质阻力有三部分组成：即有机相边界层阻力，水相边界层阻力和膜阻。因此，膜萃取总的传质系数一般由水相传质系数、膜内传质系数和有机相传质系数三部分组成。此外，对某些萃取过程可还能需要考虑水相和膜相的接触表面存在表面化学反应阻力。假定溶质在两相间分配平衡关系呈线性关系，那么按照一般传质过程的阻力叠加法可以获得基于水相的总传质系数Kw和水相分传质系数kw，膜内分传质系数km，和总有机相分传质系数k0关系。对于