膜分离技术课件

《膜分离技术课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章分析测定中常用的分离方法第五节膜分离法9.5.1膜分离法概述9.5.2透析9.5.3液膜分离2021/7/89.5.1膜分离法概述膜分离（membraneseparation）：以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧一定推动力的作用下，使原料中的某组分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，从而达到浓缩、提纯等目的的分离过程。膜：固相的、液相的、也可以是气相的，在大规模工业应用中多数为固体膜。分离推动力：压力差、浓度差、电位差和温度差等。各种膜的分离机理也并不相同。依据推动力不同，膜分离又分为多种过程。2021/7/8膜分离过程2021/7/8膜分离过程2021/7/8膜分离过程可

2、以概述为以下三种形式：①渗透式膜分离料液中的某些溶质或离子在浓度差、电位差推动下，透过膜进入接受液中，从而被分离。特点：被处理的溶液置于固体膜的一侧，另一侧是接纳渗析组分的溶剂或溶液。属于渗透式膜分离的操作有渗析和电渗析等。2021/7/8②过滤式膜分离组分分子的大小和性质不同，透过膜的速率不同，透过部分与留下部分的组成不同，实现组分的分离。特点：溶液或混合气体置于固体膜的一侧，在压力差的作用下，溶剂及小分子通过膜，而盐、大分子、微粒等被截留，截留程度取决于膜结构。超滤、微滤、反渗透和气体渗透等。2021/7/8③液膜分离液膜分离机理与半透膜的分离机理截然不同，可以看作是萃取与反萃

3、取两者的结合。特点：该过程中的膜是由液相组成的，即液膜。由于膜分离法具有能耗少、化学品消耗少、操作方便等优点，因而近年来发展迅速，应用广泛。2021/7/89.5.2透析——超滤分离技术原理：透析是采用半透膜作为滤膜,使试样中的小分子经扩散作用不断透出膜外,而大分子不能透过被保留，直到膜两边达到平衡。特点：半透膜两边均为液体，一边为试样溶液，另一边为纯净溶剂（水或缓冲溶液）。可不断更换外层溶剂使扩散不断进行，直至符合要求。应用：制备或提纯生物大分子时，除去小分子物质及其杂质，脱盐。2021/7/8用于透析的半透膜应具备的条件：（1）在溶剂中能膨胀形成分子筛状多孔薄膜，只允许小分子溶

4、质通过，而阻止大分子（如蛋白质）通过；（2）化学惰性；（3）在水、盐溶液、稀酸或稀碱溶液中稳定；（4）有一定的机械强度和良好的再生性能。2021/7/8透析的装置与方法半透膜可制成管状，按需要截取一定长度，将一端封闭后，装入需要透析的试样溶液后，放入盛有溶剂的透析缸中。商品透析管常涂有甘油以防干裂，也可能含其他微量杂质。预处理：用50%乙醇慢慢煮沸1h，再分别用50%乙醇、0.01mol/L碳酸氢钠溶液、0.001mol/LEDTA溶液依次洗涤，最后用蒸馏水洗涤三次。2021/7/8透析过程注意点：（1）透析前，对装有试液的透析袋检查是否有泄漏；（2）透析袋装一半左右，防止膜外溶剂

5、因浓度差渗入将袋涨裂或过度膨胀使膜孔径改变；（3）搅拌；定期或连续更换外部溶剂可提高透析效果。2021/7/8透析过程中透析膜两侧及膜面上的浓度平衡示意图人工肾方面的应用：利用膜的筛分作用替代肾脏的某些生理功能，进行血液透析，用于去除新陈代谢的产物如尿素、肌酐、尿酸等，达到净化血液、调节人体平衡、维持生命的目的。2021/7/89.5.3液膜分离一种以液膜为分离介质、以浓度差为推动力的膜分离操作。萃取和反萃取结合在一起，具有很高的分离效率和选择性。液膜是悬浮在液体中很薄的一层乳液微粒。把两个组成不同而又互溶的溶液隔开，并通过渗透现象起到分离的作用。它通常是由溶剂（水或有机溶剂）、表

6、面活性剂（乳化剂）和添加剂（如载体）制成的。溶剂构成膜基体；表面活性剂起乳化作用，它含有亲水基和疏水基，可以促进液膜传质速度并提高其选择性；添加剂用于控制膜的稳定性和渗透性。2021/7/81.液膜的结构及分类主要有两种：乳化液膜和支撑液膜。乳化液膜：油包水型（W/O型）和水包油型(O/W)两种。支撑液膜：由溶解了载体的液膜含浸在多孔支撑体的微孔中所形成。多孔支撑体只是液膜的支撑体或骨架。2021/7/82.液膜分离的机理(1)单纯迁移物理渗透，根据料液中各种溶质在膜相中的溶解度(分配系数)和扩散系数的不同进行萃取分离。主要是基于溶质之间分配系数的差别实现分离的。当膜两侧被迁移的溶

7、质浓度相等时，迁移不再发生。液膜分离无溶质浓缩放应。2021/7/8(2)滴内化学反应（I型促进迁移）在溶质的接受相内添加与溶质发生化学反应的试剂,通过化学反应来促进溶质的迁移，利用反萃相内化学反应的促进迁移，故又称I型促进迁移。溶质在反萃相可得到浓缩，并且萃取速率快。多用于去除废水中的弱酸、弱碱。例：从废水中去除酚。2021/7/8(3)膜相化学反应（载体输送II型促进迁移）在膜相加入可与目标产物发生可逆化学反应的流动载体，如图。整个过程中，内相中的试剂被消耗，而流