液膜分离课件(全).ppt

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1、液膜分离技术化121-4班目录一、液膜的定义二、液膜的组成三、液膜的分类四、液膜的分离机理五、液膜分离技术的优点六、液膜技术的应用七、发展前景八、技术障碍一、液膜的定义什么是液膜？？？液膜是悬浮在液体中很薄的一层乳液微粒，可以是水也可以是有机溶液。什么是液膜分离？？？将第三种液体展成膜状以分隔开两个液相，由于膜的选择透过性，可使原料液中某些组分透过液膜进入接受液，实现组分的分离。二、液膜的组成液膜溶液主要由以下几个组分组成：1、膜溶剂是成膜的基本物质，一般为水或者有机溶剂。根据液膜的稳定性和对溶质的溶解性选择。2、表面活性剂含有亲水基和疏水基，可定向排列

2、固定水油分界面。可明显降低液体的表面张力或两相的界面张力，直接影响液膜的稳定性、渗透速度、分离效率等。3、膜增强添加剂根据液膜的特殊需要添加。用于增加膜的稳定性（即要求液膜在分离操作过程中不会过早破碎，在破乳过程中又容易被破碎）4、流动载体可选择性迁移制定溶剂或离子。常为某种萃取剂。含流动载体的液膜与生物膜对照表面活性剂（1%~5%）流动载体（1%~5%）膜溶剂（>90%）此类液膜结构上与生物膜相似：液膜中的流动载体相当于生物膜中的蛋白质载体，对某些离子有选择透过性。液膜中的表面活性剂的膜溶剂相当于生物膜中的磷脂双分子层，是膜结构的总体支架。三、液膜的分

3、类从形状上分支撑型液膜（隔膜型）球形液滴膜乳状膜（1）制作：将多孔的支撑体浸在有机溶液中，溶液充满微孔形成液膜。（2）多孔支撑体材料：有聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯和醋酸纤维素等（3）特性：此种液膜传质面积小，稳定性差，支撑液体易流失。（2）应用：此类液膜目前主要用于物质的萃取1、支撑型液膜：2、球形：(1)液滴膜（直径1~5mm）根据内外相不同分为水油水型（wow）、油水油型（owo），是一个较大的单一的球面薄层，第一张图为油水油型，膜相为水膜（水是水溶液，油是有机物），第二张图为水油水型，膜相为油膜。这种膜的稳定性差，比表面积小，寿命短，仅用于实验研究。

4、（2）乳液膜（直径1~100μm）1、膜相：外相和内相之间成膜的液体（小蝌蚪：表面活性剂）2、内包相：接受被分离组分的液体3、连续相（外相）含有被分离组分的料液（与上一张的液滴膜结构相似，差别仅在于乳液膜的内相分散成许多微液滴悬浮在膜相液中）四、液膜分离的机理单纯迁移（仅靠渗透作用）促进迁移（化学反应对传质起到促进作用）1、选择性渗透2、萃取和吸附I型促进迁移（滴内化学反应）II型促进迁移（膜相化学反应）单纯迁移（无化学反应的）1、选择性渗透膜内不含流动载体，内、外两侧均不含有与待分离物质发生化学反应的试剂。利用原料液中组分在液膜中的溶解度和扩散系数的不

5、同而导致透过膜的速率不同来实现分离。原料液中的A、B组分，A易溶于膜，渗透速率较快。B难溶于膜，渗透速率较慢。一定时间后。。。右侧接受液中A的浓度＞B，左侧原料液中B的浓度＞A，从而实现A、B的分离。当分离过程进行到膜两侧A的浓度相等时，便自行停止，因此不能产生浓缩效应。2、萃取和吸附液膜分离过程具有萃取和吸附的性质。它能把有机化合物萃取和吸附到液膜上（多为碳氢化合物的薄膜），也能吸附各种悬浮的油滴及悬浮的固体等。促进迁移（有化学反应的）1、I型促进迁移（滴内化学反应）膜内无载体，左侧为接受剂（内相），里面添加与原料液中的被分离物C发生不可逆反应的试剂R

6、。C能通过液膜，与接受剂中的试剂R发生不可逆化学反应生成产物P，P不能通过液膜。使被分离物C在内相（左侧接受剂）中的浓度几乎为0。因此膜两侧维持的很高的浓度差使反应具有很高的推动力，使C不断地迁移到内相，直到内相中的R被消耗完为止。2、II型促进迁移（膜相化学反应）II型促进迁移是制乳时加入流动载体，这类载体可以是萃取剂、生成配合物的配合剂、液体离子交换剂等。分为同向迁移和反向迁移，两种机理相似，仅是载体不同和载体与被分离物质的迁移方向不同。这种迁移具有高度选择性，与生物膜的选择透过性功能相似。实质是通过化学反应给流动载体不断提供能量。所以此类机理又被称

7、为“离子泵”。以废水中铜离子的回收为例（金属离子反向迁移）载体HACuA2Cu2+Cu2+CuA2HAH+Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+H+H+H+Cu2+H+Cu2+HA外相（废水）膜相内相（接受剂）三、液膜分离的工艺流程制备乳液膜液膜萃取澄清分离破乳工艺流程（以乳液膜分离水溶液为例）制乳器内，将内相液加到配制好的膜相液中，通过强烈的搅拌制成内相分散很细的油包水型乳状液。将乳状液通入萃取塔底部，要分离的料液从塔顶进入，充分接触传质后外相中的溶质通过液膜在内相中富集。萃取结束后，借助重力分层，萃取后的料液在下层，乳液膜液在上层，乳状液从塔顶出来，进入破

8、乳器，破碎成单独的膜相液和内相液，膜相液返回到制乳器中循环使用。得到的内相液（反