《膜分离技术》课件

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1、第四章膜分离技术第一节概述第二节膜分类和定义第三节膜与膜组件的技术原理第四节膜分离技术特点及应用第四章膜分离技术2第一节概述3铝膜纳米管膜聚酰胺转相膜44.1.1膜分离技术发展简史高分子膜的分离功能很早就已发现。1748年，耐克特（A.Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了膜渗透的研究。1861年，施密特（A.Schmidt）首先提出了超过滤的概念。他提出，用比滤纸孔径更小的棉胶膜或赛璐酚膜过滤时，若在溶液侧施加压力，使膜的两侧产生压力差，即可分离溶液中的细菌、蛋白质、胶体等微小粒子，其精度比滤纸高得多。这种过滤可称为超过滤。按现代

2、观点看，这种过滤应称为微孔过滤。5真正意义上的分离膜出现在20世纪60年代。1961年，米切利斯（A.S.Michealis）等人用各种比例的酸性和碱性的高分子电介质混合物以水—丙酮—溴化钠为溶剂，制成了可截留不同分子量的膜，这种膜是真正的超过滤膜。美国Amicon公司首先将这种膜商品化。50年代初，为从海水或苦咸水中获取淡水，开始了反渗透膜的研究。1967年，DuPont公司研制成功了以尼龙—66为主要组分的中空纤维反渗透膜组件。6自上世纪60年代中期以来，膜分离技术真正实现了工业化。首先出现的分离膜是超过滤膜、微孔过滤膜和反渗透膜。以后又开发了许多

3、其它类型的分离膜。在此期间，除上述三大膜外，其他类型的膜也获得很大的发展。80年代气体分离膜的研制成功，使功能膜的地位又得到了进—步提高。7具有分离选择性的人造液膜是马丁（Martin）在60年代初研究反渗透时发现的，这种液膜是覆盖在固体膜之上的，为支撑液膜。60年代中期，美籍华人黎念之博士发现含有表面活性剂的水和油能形成界面膜，从而发明了不带有固体膜支撑的新型液膜，并于1968年获得纯粹液膜的第一项专利。70年代初，卡斯勒（Cussler）又研制成功含流动载体的液膜，使液膜分离技术具有更高的选择性。84.1.2膜分离技术的地位和影响美国官方文件曾说"

4、18世纪电器改变了整个工业进程，而20世纪膜技术将改变整个面貌”，“目前没有一种技术，能像膜技术这么广泛地被应用”日本和欧洲则把膜技术作为21世纪的基盘技术进行研究和开发“谁掌握了膜技术，谁就掌握了化学工业的未来”-NormanN.Li，美国科学院院士，著名华裔科学家膜分离已得到广泛应用。21世纪是工业生物技术的世纪，膜技术将扮演重要角色94.1.3膜分离技术的优点适用范围广；膜分离过程为物理过程，不需加入化学药剂；膜分离技术分离装置简单，占地面积小，系统集成容易；膜分离过程系统简单、操作容易，且易控制，便于维修，有利于生产自动化的推广与普及。104.

5、1.4膜与膜分离技术的概念？膜分离法实际上是一般过滤法的发展和延续。一般过滤法不是分子级水平的，它是利用相的不同将固体从液体或气体中分离出来；膜分离的对象往往是分子水平的物质，如原子，分子，离子等，属于小尺度精细分离，该法关键在于过程中使用的过滤介质：膜。膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用（传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程.）。膜分离技术：生产中对膜的应用。11第二节膜分类和定义124.2.1膜的特性？必须有两个界面：膜通过这两个界面与被分割的两

6、侧流体接触并进行传递；膜传质有选择性：它可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。分离膜对流体可以是完全透过性的，也可以是半透过性的，但不能是完全不透过性的。134.2.2膜分离过程原理？以选择性透膜为分离介质，通过在膜两边施加一个推动力（如浓度差、压力差或电位差等）时，使原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离提纯的目的。通常膜原料侧称为膜上游，透过侧称为膜下游。144.2.3膜的分类类别膜材料举例纤维素酯类纤维素衍生物类醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等非纤维素酯类聚砜类聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等聚酰(亚)胺类聚砜酰胺，芳香族

7、聚酰胺，含氟聚酰亚胺等聚酯、烯烃类涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等含氟(硅)类聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等其他壳聚糖，聚电解质等1.按膜的材料分类152.按膜的孔径、传质动力和传递机理163.按动力本质以静压力差为推动力的过程微滤（microfiltration,MF)超滤（ultrafiltration,UF）反渗透（reverseosmosis,RO)纳滤（nanofiltration,NF)17膜蒸馏（membranedistillation,MD)渗透蒸发（pervaporation,PV）以蒸汽分压为推动力的过程18以浓度差为推

8、动力的过程渗析（dialysis,D)以电位差为推动力的过程电渗析（electrodialys