试析中空纤维更新液膜萃取水溶液中cu（ⅱ）的传质性能研究

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1、北京化工大学硕士学位论文中空纤维更新液膜萃取水溶液中Cu（Ⅱ）的传质性能研究姓名：刘一鸣申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张卫东20070601t京化工大学硕士擘位论文中空纤维更新液膜萃取水溶液中Cu(II)的传质性能研究摘要液膜分离技术是一项独特的分离技术，它同时兼具了固体膜分离技术以及溶剂萃取技术的优点。自从液膜技术于20世纪60年代开始发展至今，液膜技术一直被认为是一项可以应用于选择性分离，浓缩提纯，金属离子、有机酸、生物活性物质的浓缩，以及气体吸收等领域的新型分离技术。然而，虽然液膜技术有诸多优点，但长期以来，液膜的不稳定性问题一直未能得到很好解决，从而使其未能实现广泛的工

2、业应用。中空纤维更新液膜(HFRLM)利用中空纤维膜与溶剂相的亲合作用，使溶剂相在中空纤维膜--倾rj的表层形成一层极薄的溶剂相液膜，从而起到分隔料液相与反萃相，并实现溶质在料液相与反萃耜之间的选择性迁移。它在保持液膜菲平衡传质优点的同时，既克服了支撑液膜膜液流失的缺点，又避免了乳化液膜工艺的复杂性。本文以CuS04(水)溶液—P204(磷酸二异辛酯)／煤油一盐酸(水)溶液为研究体系，研究了中空纤维更新液膜的传质性能；考察了中空纤维支撑液膜的传质性能，并对中空纤维更新液膜和毛索亿工大擘硪士争位论文中空纤维支撑液膜在传质性能和稳定性上进行了初步比较；以阻力串联模型为基础，建立了中空纤维更新液

3、膜的传质模型，并加以验证。本文采用不同膜器，改变两相流速进行实验，探讨了HFRLM的传质性能，实验结果表明，HFRLM的单程去除率即可达19．1％。考察了HFRLM传质过程的影响因素，包括两相流速，混合方式，萃取相载体浓度，料液相Cu2+g曼度，料液相pH，以及反萃相矿浓度对总传质系数的影响。实验结果表明，HFRLM的总传质系数随两相流速的增大而增大，在实验条件下，总传质系数受反萃相流速的影响较小，反萃相阻力占总传质阻力的比重较小；HFRLM萃取水溶液中Cu2+的总传质系数随载体浓度的增大而增大；随料液相Cu2+浓度的增大而减小；随pH的增大先增大后减小，且在pH=4．44处有最大值；随反

4、萃相甜浓度增大而升高；随相比的增大而增大，但当V育蚺Ⅳ辩麓s>l／10时，乳化现象严重不利子传质。同时还研究了HFRLM促进迁移过程，循环实验时的传质系数可达Kf=3．82×10jm／s。比较了HFRLM和HFSLM的稳定性能，实验表明，HFRLM保持了HFSLM传质性能好的特点，并且由于更新作用的存在，HFRLM的稳定性能优于HFSLM。以阻力串联模型为出发点，建立了中空纤维更新液膜传质过程模型。模型所得的计算值与实验值符合良好。但受萃取分配系H北京化工大学硪士学位论支数变化的影响，传质性能的预测存在一定的偏差。中空纤维更新液膜具有高稳定性、高选择性、高渗透性，有效地解决了传统液膜技术的

5、稳定性差、工艺复杂等问题，具有广阔的发展、应用前景。本文的研究结果，为中空纤维更新液膜的传质性能的深入研究及付诸实际应用提供了重要依据和基础。关键词；中空纤维更新液膜，传质性能，非平衡传质，膜萃取jb索化工天拳疆士拳住话文THESTUDYoFMASSTRANSFERPERFORⅣ认NCEoFHFRLMAPPLIEDTOTHEEXTRACTIoNoFTHECOPPER(Ⅱ)INAQUEOUSSOLUTIONABSTRACTLiquidmembraneprocessesisaspecialseparationtechnologywhichcombinedadvantagesofthesolid

6、membraneprocessesandliquid-liquidextractionprocess．Sincetheendof1960swhenliquidmembraneswereintroducedbyLiandShrier,liquidmembraneshavebeenproposedasanewtechnologyfortheselectiveseparation,purification,andconcentrationofmetalsinaqueoussolutions，organicacids，bio-products，anddissolvedgases．However,i

7、nspiteofthementionedtechnicaladvantagesofliquidmembranes，therehavebeennocommercialandindustrialapplicationsofliquidmembraneduetotheirinstabilitywhichisacomplicatedprocessandthesubjectofmanystudies．Itis，infact,the