《膜分离2分类》PPT课件

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1、作业论述题（自己查资料解答，占50%，不能抄袭，截止时间为11月9日，第九周上课时）：1、膜分离原理；2、常用的膜材料有哪些，其特性和要求如何；3、膜分离组件及其设计；4、从天然水制备高纯水的工艺流程；5、渗透气化与膜蒸馏；6、人工肾与人工肺；7、膜技术在氯碱工业中的应用；8、新型智能膜。膜分离(MembraneSeparation)膜分离包括最简单的滤纸过滤到高选择性的生物膜分离。从分离科学的角度看,超滤、渗析、反渗析、电渗析等位垒分离过程是靠在外力的推动下各种物质穿过一个有限制作用的界面时在速度上的差别来进的。膜分离特点

2、※膜的种类、孔径可以根据需要选择※不管流有多强，膜对于阻止大的粒子或分子透过的能力是很强的。※把产物分在两侧，很容易收集样品※节能、环保所谓的膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用。膜是什么？膜有何特性？◆不管膜多薄,它必须有两个界面。这两个界面分别与两侧的流体相接触◆膜传质有选择性，它可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。以选择性透膜为分离介质，通过在膜两边施加一个推动力（如浓度差、压力差或电压差等）时，使原料侧组分选

3、择性地透过膜，以达到分离提纯的目的。通常膜原料侧称为膜上游，透过侧称为膜下游。膜分离过程原理膜上游透膜膜下游选择性透膜分离膜种类分离膜高分子膜液体膜生物膜带电膜非带电膜阳离子膜阴离子膜过滤膜精密过滤膜超滤膜反渗透膜纳米滤膜膜分离的物理化学原理截流机理和筛孔效应渗透和渗透压Donnan效应机械截留（筛孔效应）物理作用或吸附截留架桥作用网络内部截流渗透和渗透压1885年,Van’tHoff渗透压定律：·R·T·Ci渗透是在膜两边渗透压差——的作用下的溶剂流动；而反渗透、超滤是在一外加压力差P>的作用下,溶剂逆

4、向流动。盐溶液纯水H2O渗透P>反渗透Donnan效应问题：如果往内相加入大量的高分子电解质，平衡时膜两边的Na+和Cl-浓度还相等吗？不管初始时两边的盐浓度是否相等，平衡时[Na+]Ⅰ=[Na+]Ⅱ[Cl-]Ⅰ=[Cl-]Ⅱ内相Ⅰ外相ⅡH20Na+Cl-允许小分子、离子自由通过，但不允许大分子离子通过Na+Cl-Na+Cl-平衡时[Na+]Ⅰ[Cl-]Ⅰ=[Na+]Ⅱ[Cl-]Ⅱ电中性条件[Na+]Ⅰ=[Cl-]Ⅰ+[X-]Ⅰ[Na+]Ⅱ=[Cl-]Ⅱ代入，得[Cl-]2Ⅱ=[Cl-]2Ⅰ+[Cl-]Ⅰ·[X-]

5、Ⅰ即[Cl-]Ⅱ>[Cl-]Ⅰ“NaCl”浓缩倍数为：(CNaClⅡ/CNaClⅠ)=1＋(CNaXⅠ/CNaClⅠ)内相Ⅰ外相ⅡH20Na+Cl-X-火胶棉H20Na+Cl-X-H20Na+Cl-结论：平衡时，膜两边的Cl-的浓度不相等在一相中加大不扩散离子的浓度能防止可扩散离子渗入该相讨论：阴离子可以进入强酸型阳离子交换树脂内部吗？为什么？膜分离应用特点低能耗、低成本和单级效率高室温下，特别适合于热敏物质的分离应用广泛装置简单，操作方便，不污染环境静压差膜分离微滤、超滤、纳滤和反渗透分离类似于过滤，用以分离含溶解的溶质或

6、悬浮微粒的液体。1)微滤2)超滤3)纳滤4）反渗透微孔过滤用于从气相或液相物质中截留分离微粒、细菌、污染物等。1微过滤膜:孔径0.025~3m，特种纤维素酯、高分子聚合物制成。三醋酸酯纤维素聚四氟乙烯尼龙－66亲水型憎水型通用型水、低级醇有机溶剂*滤膜溶解法(SolubleMembraneFilter)对于微过滤膜富集,通常采用酸等溶剂将沉积物溶解进行后续测定。而可溶滤膜法将目标成分转变为憎水的适应收集的形式；抽滤于合适的可溶膜上；将滤膜及收集物溶于合适溶剂中；有机相可直接分光等直接测定。如用硝化纤维素膜过滤,可以用甲基溶

7、纤剂和DMF或浓硫酸溶解,也可用丙酮、乙腈、THF等溶解。超滤超滤是在1-10大气压作用下分离分子量约大于1000的大分子和胶体粒子的方法。超滤膜是一种微孔结构的膜，分离是依靠孔径的分布来完成的。超滤膜对某一溶质的阻止程度可表示为：R=(1－Cp/Cf)×100Cp和Cf分别是溶质在过滤产物中和原料中的浓度。纳滤过滤（nanofiltration,NF）纳滤过滤是上世纪80年代末问世的新型膜分离技术。纳滤膜的孔径为纳米级，介于反渗透膜(RO)和超滤膜(UF)之间，因此称为“纳滤”。纳滤膜能够截留分子量为几百的物质，对NaCl

8、的截留率为50%-70%，对某些低分子有机物的截留率可达90%。纳滤膜的表层较RO膜的表层要疏松得多，但较UF膜的要致密得多。因此其制膜关键是合理调节表层的疏松程度，以形成大量具纳米级的表层孔。纳滤截留的相对分子量为100-1000其操作压力较低,一般在0.5-1.5MPa同时纳滤膜的通量