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1、化工科技,2002,10(4):58~63综述专论SCIENCE&TECHNOLOGYINCHEMICALINDUSTRY膜分离技术及其应用研究进展孙福强,崔英德,刘永,杨少华陈循军(广东工业大学轻工化工学院,广东广州510090)摘要:简要叙述了膜分离技术的基本原理、特点、发展情况、技术概况及其在工业上的广泛应用。并展望了它的发展前景。关键词:膜分离;应用;前景中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号:1008-0511(2002)04-0058-06膜分离是指借助膜的选择渗透作用,在外界用膜组件的开发阶段,80年代初开始进行气体分能量或化学位差的
2、推动下对混合物中溶质和溶剂离研究开发。80年代是我国膜分离技术大发展进行分离、分级、提纯和富集。与其他传统的分离的10年,在这一阶段初步完成了从实验室到工业方法相比,膜分离具有过程简单、经济性较好、往化的过渡。目前我国研究所涉及的领域遍及膜科往没有相变、分离系数较大、节能、高效、无二次污学与技术,从材料的应用到产品的开发等各方面。染、可在常温下连续操作、可直接放大、可专一配经过20年的努力我国在膜分离技术的研究开发膜等优点。另外膜过程特别适用于热敏性物质的方面已涌现出一批具有应用价值,接近或达到国处理,所以在食品加工、医药、生化技术等领域具际先进水平的成果。
3、如空气中有机蒸气的膜法脱有独特的适用性。膜分离技术被认为是20世纪除与回收技术;无机膜反应分离技术;集成分离技末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。术等。但从总体上讲,我国的膜分离技术和世界其发展史大致为:20世纪30年代微孔过滤(M-i先进水平相比还有不小的差距,还有待于进一步[7,8]crofiltration);40年代渗析(Dialysis);50年代电渗研究开发。析(Electrodialysis);60年代反渗透(Reverseosmo-1膜分离技术概述sis);70年代超滤(Ultrafiltration);80年代气体分1.1微滤离(G
4、asseparation);90年渗透汽化(Pervapora-微滤主要是根据筛分原理以压力差作为推动tion)。目前,膜产品的世界年销售额已经超过力的膜分离过程。在给定压力下[(50~100)100亿美元,而且年增长率在20%左右。膜分离kPa],溶剂、盐类及大分子物质均能透过孔径为技术作为一种新兴的高效分离技术,现在已被广(0.1~20)Lm的对称微孔膜,只有直径大于50泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食nm的微细颗粒和超大分子物质被截留,从而使溶品、医药、生物技术、能源工程等。国外有关专家液或水得到净化。微滤技术是目前所有膜技术中甚至把膜分
5、离技术的发展称为/第三次工业革[1~6]应用最广、经济价值最大的技术。主要用于悬浮命0。物分离、制药行业的无菌过滤等。在微滤方面今我国膜分离技术的发展是从1958年对离子后应着重研究开发廉价膜组件;耐高温抗溶剂的交换膜的研究开始的,20世纪60年代中期开始膜及组件;不污染,易清洗的长寿命膜。了反渗透的研究,70年代进入电渗透、超滤、微滤1.2超滤收稿日期:2002-04-18超滤和微滤一样,也是利用筛分原理以压力作者简介:孙福强(1973-),男,广东工业大学硕士研究生,研究方向为功能高分子材料。差为推动力的膜分离过程。同微滤过程相比超滤第4期孙福强,等.膜
6、分离技术及其应用研究进展#59#过程受膜表面孔的化学性质的影响较大。在一定随着纳滤分离技术越来越广泛地应用于食品、医的压力[(100~1000)kPa]条件下溶剂或小分子药、生化行业的各种分离、精制和浓缩过程,纳滤量的物质透过孔径为(1~20)Lm的对称微孔膜,膜分离机理的研究也成为当今膜科学领域的研究而直径在(5~100)nm之间的大分子物质或微细热点之一。颗粒被截留,从而达到了净化的目的。超滤主要1.5渗析用于浓缩、分级、大分子溶液的净化等。在超滤方渗析也称透析是最早被发现和研究的膜现面今后应重点开发抗污染膜;比较廉价的,长寿命象。它是根据筛分和吸附扩散
7、原理,主要利用膜的膜组件;低能耗的膜组件;抗溶剂的膜及组件;两侧的浓度差使小分子溶质通过对称微孔膜进行交换,而大分子被截留的过程。渗析主要用于从适用于高温、高pH值和抗氧化的膜。大分子溶液中分离低分子组分。由于超滤技术的1.3反渗透发展,渗析技术正逐渐被取代。但是近年来,血液反渗透过程主要是根据溶液的吸附扩散原渗析技术的发展使渗析技术得到重视,血液渗析理,以压力差为主要推动力的膜过程。在浓溶液和血液超滤技术互有补充,各有侧重。一侧施加一外加压力[(1000~10000)kPa],当此1.6电渗析压力大于溶液的渗透压时,就会迫使浓溶液中的电渗析是膜分离技术中较
8、为成熟的一项技溶剂反向透过孔径为0.1~1nm的非对
