液膜萃取在生物分离中的应用

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1、研究生课程论文液膜萃取课程名称高等生物分离工程姓名曾玉婷学号1400215025专业生物化工任课教师开课时间教师评阅意见：论文成绩评阅日期课程论文提交时间：年月日液膜萃取曾玉婷华侨大学化工学院,福建厦门361021摘要:液膜萃取是将第三种液体展成膜状以隔开两个液相，使料液中的某些组分透过液膜进入接受液，从而实现料液组分的分离，可分为乳状液膜、支撑液膜、流动液膜三种。该方法具有传质推动力大、反应速率快、选择性好等优点，但分离性能仍有待进一步提高。关键词:液膜萃取分离柠檬酸LiquidmembraneextractionZengYu-tingSchoolofChemic

2、alEngineering,HuaqiaoUniversity,Xiamen361021Abstract:Liquidmembraneextractionisatypeofliquidwhichtoseparatetwoliquid,makesomecertaincomponentsoftheliquidfilmintotheotherone,soastorealizetheseparationofdifferentcomponents,itcanbedividedintotheemulsionliquidmembrane、supportedliquidmembra

3、neandflowingliquidmembrane.Thismethodhasquickmasstransferdrivingforce、highreactionspeedandgoodselectivity,butseparationperformanceremainstobefurtherimproved.Keywords:Liquidmembraneextractionseparationcitricacid一、引言液膜萃取也称液膜分离，是将第三种液体展成膜状以隔开两个液相，使料液中的某些组分透过液膜进入接受液，从而实现料液组分的分离。液膜萃取可分为乳状液膜

4、、支撑液膜、流动液膜三种，但其分离原理都是类似的。通过液膜萃取，可以快速实现目标产物的浓缩和富集，从而得到目标产物。1、概述液膜主要由三部分组成，分别是膜溶剂、表面活性剂和流动载体，其中，膜溶剂是其主要成分，占90%以上，相当于化学萃取的稀释剂，对液膜的性能和液膜萃取操作影响很大。研究表明，膜溶剂的黏度是影响乳状液膜稳定性、液膜厚度和液膜传质阻力的重要参数。黏度大的的膜溶剂可增大液膜厚度，提高膜的稳定性，但传质阻力增大，不利于溶质的快速迁移，粘度小的膜溶剂传质系数增大，但液膜不够稳定，在操作中易破损，影响分离效果。表面活性剂是必须成分，表面活性剂能否促进稳定的乳状液

5、膜的形成主要取决于其亲水－亲油平衡值（HLB值），表面活性剂的HLB值越大，亲水性越强。通常用HLB为3～6的油溶性表面活性剂配制(W/O)/W型乳状液膜，用HLB为8～15的水溶性表面活性剂配制(O/W)/O型乳状液膜。流动载体仅溶于液膜相，使液膜具有生物膜的功能，对目标分子有特异性输送作用。液膜萃取与溶剂萃取都由萃取与反萃取两个步骤组成，但是在溶剂萃取中萃取与反萃取分步进行，它们之间的耦合是通过外部设备实现的；而液膜萃取中萃取与反萃取分别发生在膜的两侧界面，相当于同时进行，实现了萃取与反萃取的内耦合。与传统的溶剂萃取相比，液膜萃取具有传质推动力大，所需分离级数少

6、、试剂消耗量少、逆其浓度梯度传递效应，同步分离与浓缩、萃取与反萃取同时进行、传递速率高、选择性好等优点。2、种类液膜可分为三类，分别是乳状液膜、支撑液膜和流动液膜。乳状液膜可分为(W/O)/W型(O/W)/O型，生物分离中主要是（W/O）/W型，乳状液膜具有萃取速度快，分离与浓缩一步完成，能有效回收溶质等优点；支撑液膜是借助微孔的毛细管力将起分离作用的液相含浸于其中，毛细作用固定在多孔高分子膜中，由萃取剂、有机溶剂和多孔同分子膜三个部分组成。支撑液膜可以使萃取与反萃取同时进行，解决了乳状液膜的乳化液稳定性及破乳等问题；流动液膜也是一种支撑液膜，是为弥补支撑液膜的膜相

7、容易流失的缺点而提出的。液膜相可循环流动，因此易于补充和再生，液膜相的强制流动或流路厚度的降低可减小液膜相的传质阻力。图1乳状液膜图2流动液膜图3支撑液膜二、萃取机理液膜萃取机理根据待分离溶质种类的不同，可分为单纯迁移、反萃相化学反应促进迁移（Ⅰ型促进迁移）、反向迁移和同向迁移四种，其中向迁移和同向迁移统称为膜相载体输送迁移（Ⅱ型促进迁移）。单纯迁移是根据料液中各种溶质在膜相中的分配系数和扩散系数的不同进行萃取分离，当反萃相中溶质浓度增大到与料液相相同时，渗透达到平衡，溶质迁移不再发生，利用这种萃取机理的液膜分离无溶质浓缩效应。在有机酸等弱酸性电解质的分离纯化方