液膜分离技术的研究及其应用

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1、液膜分离技术的研究及其应用摘要：本文综述了液膜的类型，传质机理，特点及其应用的研究进展，以及目前需要解决的问题。关键词：液膜分离；液膜分类；传质机理，液膜分离应用StudiesandApplicationofLiquidMembraneSeparationTechnologyAbstract:Reviewedinthisarticletheofliquidmembraneseparationtechnology,themasstransfermechanism,characteristicsandapp

2、licationresearch.Inordertomakethetechnologycanrealizelarge-scaleindustrialapplications,theneedtosolvetheproblem.Keywords:liquidmembraneseparationtechnologyclassificationmasstransfermechanismapplication在工业技术日益发达的今天，液膜分离技术在供水，工艺水处理,废水处理，气体分离、浓缩技术等方面都起到了至关重

3、要的作用。液膜模拟生物膜的结构通常是由膜溶剂、表面活性剂和流动载体组成。它利用选择透过性原理以膜两侧的溶质化学浓度差为传质动力，使料液中待分离溶质在膜内相富集浓缩，分离待分离物质。本文对液膜分离技术的研究及其应用作了详细的综述。1概述液膜是悬浮在液体中的一层极薄的膜，这层膜是分隔液-液，气-液，气-气两相的中介相，它是两相之间进行物质传递的桥梁。通常由膜溶剂，表面活性剂和膜增强添加剂等组分构成[1]。60年代中期,Both等采用制成液膜研究了金属提取过程，他们将支撑液膜称为固定化液膜。1968年，黎念之

4、（N.N.Li）博士[2]在用duNuoy环法测定含表面活性剂水溶液与油溶液之间的界面张力时，观察到了相当稳定的界面膜，由此开创了研究液体表面活性剂膜或乳化液膜的历史。1972年，Cusler[3]仿照生物膜的物质传递现象，制成了含有载体的仿生膜，从而使液膜分离选择性得到很大的提高。1986年，Marr[4]等与企业合作从粘胶废液中回收锌的中试规模装置运转获得成功，使液膜分离技术向工业化应用迈出了重要的一步，推动了液膜研究工作的大量开展。目前己经深入研究和开发的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗

5、析、渗透汽化和气体分离等。正在开发研究中新的膜过程有：膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制释放膜、仿生膜以及生物膜等过程。膜分离技术的特性及应用见表1。表1膜分离技术的特性及应用[1]膜分离法分离原理传质推动力应用举例微滤（MF）筛分压差（0.05～0.5Mpa）储菌、回收菌、分离病毒超滤（UF）筛分压差（0.1～1.0Mpa）蛋白质和多糖的回收与浓缩反渗透（RO）筛分压差（1.0～10Mpa）盐、氨基酸浓缩，淡水制造透析（DS）筛分浓差脱盐，除变性剂电渗透（ED）荷电、筛分电位差脱盐、氨基酸的

6、分解纳滤（NF）筛分压力差(0.5～1.5MPa)果汁浓缩，渗透2液膜的类型2.1根据组成分类按组成可分为:油包水型(膜相为油质而内外相都为水相)和水包油型(膜相为水质而内外相都为油相)两种。2.2根据机理分类按机理可分为:膜相中含载体[5]和不含载体两类。膜相主要由载体和溶剂组成。载体在膜相中通过萃取反应和反萃取反应，使溶质在液膜两侧不断传递，以达到脱除的效果。膜相中不含载体，则是利用溶质在膜相中的渗透速率的差别进行物质分离。2.3根据液膜构成和操作方式分类按组成和操作方式分为:乳化液膜[6](Emu

7、lsionliquidmembrane)和支撑液膜[7](Supposedliquidmembrane)两类。(1)乳化液膜(ELM)乳化液膜体系是一个三相系统，其中由两相构成的乳化液分散在另一连续相溶液中，这样形成的体系称为多重乳化液。乳状液膜ELM可看成为一种“水一油一水”型(w／o／w)或“油一水一油”型(o／w／o)的双重乳状液高分散体系，将两种互不相溶的液相通过高速搅拌或超声波处理制成乳状液，然后将其分散到第三种液相(连续相)中，就形成了乳状液膜体系[8]。乳状液膜是一个高分散体系，提供了很大

8、的传质比表面积。待分离物质由连续相经膜相向内包相传递。在传质过程结束后，乳状液通常采用静电凝聚等方法破乳，膜相可重复使用，内包相经进一步处理后回收浓缩的溶质。(2)支撑液膜(SLM)将多孔惰性基膜(支撑体)浸在溶解有载体的膜溶剂中，在表面张力的作用下，膜溶剂即充满微孔而形成支撑液膜SLM，它具有很高的选择性。支撑液膜体系由料液、液膜和反萃液三个相以及支撑体组成。支撑液膜是借助微孔的毛细管力将膜溶液牢固的吸附在多支撑体的微孔之中，在膜的两侧是