液膜分离技术与应用

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1、液膜分离技术与应用李萍山西省太原师范学院化学系030031[摘要]液膜分离技术是一种高效、快速，并能达到专一分离目的的新分离技术，已在废水处理、温法冶金、石油化工等许多领域内显示出极为宽广的应用前景。本文主要对液膜做了概述、介绍了液膜的传质机理、液膜分离技术在处理废水中的应用和液膜分离技术发展趋势。[关键词]液膜分离技术传质机理应用发展趋势1前言液膜分离技术(Liquidmembranepermeation,LMP)是利用对混合物各组分渗透性能的差异来实现分离、提纯或浓缩的分离技术，是一种模拟生物膜传质功能的新型分离方法，解决了分离因子、选择性等间题。它是1968

2、年由美国埃克森公司的美籍华人黎念之博士提出的。液膜是指两液相问形成的界面膜，通过它将两种组成不同、但又互相混溶的溶液分开，经选择性渗透，使物质达到分离提纯的目的。液膜分离技术比固体膜分离技术具有高效、快速、选择性强和节能等优越性;比液液萃取具有萃取与反萃取同时进行，分离和浓缩因数高，萃取剂用量少和溶剂流失量少等特点。该法的研制成功，不仅促进了环境分析、石油化工、医药、卫生等各不同领域分离问题的研究，也使分离科学上升到一个新水平。2概述2.1液膜的概念液膜是悬浮在液体中的一层极薄的膜，这层膜是分隔液-液，气-液，气-气两相的中介相，它是两相之间进行物质传递的桥梁。通

3、常由膜溶剂，表面活性剂和膜增强添加剂等组分构成[1]。2.2液膜的结构与液膜的形成液膜是一层很薄的液体膜，它可以把两个不同组分的溶液隔开，并且。通过渗透现象起着迁移分离一种或一类物质的作用。当被隔开的两种溶液是水相时，液膜应是油型(油泛指与水不相混溶的有机相)；当被隔开的两个溶液是有机相时，液膜应是水型。水膜和油膜的结构是不相同的，下面着重讨论油膜结构。乳状液型油膜是一个呈球形的液珠，由有机溶剂、表面活性剂和流动载体三部分组成，构成一个与水互不相溶的混合相。有机溶剂(或称为膜溶剂，简称为油)是成膜的基体成分(占90%以上)，具有一定的粘度，保持成膜所需的机械强度；

4、表面活性剂占1-3％，它具有亲水基和疏水基(亲油基)，能定向排列于油和水两相界面，用以稳定膜形，固定油水分界面；流动裁体(占l-2％)的作用是选择性携带欲分离的溶质或离子进行迁移。乳状液膜的直径约0.1-0.5mm；膜厚从几个分子到0.05mm,一般是10μm。液膜分离体系的形成是先将液膜材料与一种作为接受相的试剂水溶液混合，形成含有许多小水淌(内水相)的油包水乳状液，再将此乳状液分散在水溶液连续相中，于是使形成了由外水相、膜相和内水相组成的"水包油包水"液膜分离体系。外水相的分离对象透入液膜后，由流动裁体将其输送至内水相而得以分离。　　   2.3液膜的类型2.

5、3.1根据组成分类按组成可分为:油包水型(膜相为油质而内外相都为水相)和水包油型(膜相为水质而内外相都为油相)两种。2.3.2根据机理分类按机理可分为:膜相中含载体[2]和不含载体两类。膜相主要由载体和溶剂组成。载体在膜相中通过萃取反应和反萃取反应，使溶质在液膜两侧不断传递，以达到脱除的效果。膜相中不含载体，则是利用溶质在膜相中的渗透速率的差别进行物质分离。2.3.3根据液膜构成和操作方式分类按组成和操作方式分为:乳化液膜[3](Emulsionliquidmembrane)和支撑液膜[4](Supposedliquidmembrane)两类。2.3.3.1乳化液

6、膜(ELM)乳化液膜体系是一个三相系统，其中由两相构成的乳化液分散在另一连续相溶液中，这样形成的体系称为多重乳化液。乳状液膜ELM可看成为一种“水一油一水”型(w／o／w)或“油一水一油”型(o／w／o)的双重乳状液高分散体系，将两种互不相溶的液相通过高速搅拌或超声波处理制成乳状液，然后将其分散到第三种液相(连续相)中，就形成了乳状液膜体系[5]。乳状液膜是一个高分散体系，提供了很大的传质比表面积。待分离物质由连续相经膜相向内包相传递。在传质过程结束后，乳状液通常采用静电凝聚等方法破乳，膜相可重复使用，内包相经进一步处理后回收浓缩的溶质。2.3.3.2支撑液膜(S

7、LM)将多孔惰性基膜(支撑体)浸在溶解有载体的膜溶剂中，在表面张力的作用下，膜溶剂即充满微孔而形成支撑液膜SLM，它具有很高的选择性。支撑液膜体系由料液、液膜和反萃液三个相以及支撑体组成。支撑液膜是借助微孔的毛细管力将膜溶液牢固的吸附在多支撑体的微孔之中，在膜的两侧是与膜相互不相溶的料液相和反萃液相，待分离物质自料液相经多孔支撑体中的液膜相向反萃液相传递。2.4液膜材料的选择液膜材料的选择液膜分离技术的关健在于制备合要求的液膜和构成合适的液膜分离体系，其关键是选择最合适的流动载体、表面活性剂和有机溶剂等液膜材料。 要求流动裁体对需迁移物质的选择性要高和通量要大。流

8、动裁体按电