分离分析技术

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1、膜分离技术的研究与应用摘要：膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MFX超滤膜（UFX纳滤膜（NFX反渗透膜（RO）等。关键词：膜分离；超滤；纳滤；刖S膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜

2、和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醯砚、聚氟聚合物等等。1膜分离技术的发展和现状1.1发展简史膜分离现象广泛存在于自然界屮，特别是生物体内，但人类对它的认识和研究却经过了漫长而曲折的道路。膜分离技术的工程应用是从20世纪60年代海水淡化开始的-I960）年洛布和索里拉金教授制成了第一张高通量和高脱盐率的醋酸纤纸索膜，这种膜具有推对称结构，从此使反渗透从实验室走向工业应用。其后各种新型膜陆续问世，1967年美国杜邦公司首先研制岀以尼龙-6

3、6为膜材料的中空纤维膜组件；1970年乂研制出以芳香聚酰胺为膜材料的“PemiasepB-9"屮空纤维膜组件，并获得1971年美国柯克帕特里克化学工程最高奖。从此反渗透技术在美国得到迅猛的发展，随后在世界各地相继应用。其间微滤和超滤技术也得到相应的发展。电渗析技水从20世纪50年代就已开始进人工业应用•60年代在日木大规模用于海水浓缩制盐口前膜法除大规模用于海水淡化、苦咸水淡化、纯水及高纯水生产，城市生活饮水净化外，在城市污水处理与利用及各种工业废水处理与回收利用方而也逐步得到推广和应用。[1]膜在大自然中，特别是在生物体内是广泛存在的，但我们人类对它的认识、

4、利用、模拟直至现在人工合成的丿力史过程却是漫长而曲折的。我国膜科学技术的发展是从1958年研究离了交换膜开始的。60年代进入开创阶段。1965年着手反渗透的探索，1967年开始的全国海水淡化会战，大大促进了我国膜科技的发展。70年代进入开发阶段。这时期，微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来，80年代跨入了推广应用阶段。80年代乂是气休分离和其他新膜开发阶段。1.2现状随着我国膜科学技术的发展，相应的学术、技术团体也相继成立。她们的成立为规范膜行业的标准、促进膜行业的发展起着举足轻重的作用。半个世纪以來，膜分离完成了从实验室到大规模工业应

5、用的转变，成为一项高效节能的新型分离技术。1925年以来,差不多每十年就有一项新的膜过程在工业上得到应用。由于膜分离技术本身具冇的优越性能，故膜过程现在已经得到世界各国的普遍重视。在能源紧张、资源短缺、生态环境恶化的今天，产业界和科技界把膜过程视为二十一世纪工业技术改造中的一项极为重要的新技术。曾冇专家指出：谁掌握了膜技术谁就掌握了化学工业的明天。2膜分离技术的分类2・1微滤(MF)又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基木原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砚、聚酰胺等。无机膜材料冇陶瓷和金屈等。鉴丁•

6、微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。2・2超滤(UF)是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05pm至1nm之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分了物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的廿的。2.3纳滤(NF)是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80〜1000的范围内，孔径为几纳

7、米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。2・4反渗透(RO)是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离了物质或小分了物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成木低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点，而成为海水和苦咸水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。反渗透的截留对象是所冇的离子，仅讣水透过

8、膜，对NaCl的截留率在98%以上，出