液膜分离的原理和方法
液膜分离是一种利用液体膜将混合物分离的技术。它的原理是在两个不相容的相之间形成一层液体膜，通过液膜的选择性渗透作用，将混合物中所需分离的成分从其他成分中分离出来。液膜分离广泛应用于物质提纯、废水处理、溶剂回收等领域。
液膜分离的方法有多种，其中较常见的包括溶剂萃取、膜萃取和悬浮液膜分离。
首先是溶剂萃取法。在液膜分离中，通常需要一种适用的溶剂作为液膜的载体。溶剂萃取法主要通过液膜中溶剂与混合物中目标成分之间的物理或化学相互作用，达到选择性地分离目标成分的目的。溶剂一般选择一种具有较高的选择性和相容性的有机物，例如水和石油醚、正庚烷等。液膜中的溶剂可以通过高速旋转等方式形成一层薄膜，将目标成分从混合物中迁移至另一相中。
其次是膜萃取法。膜萃取是利用特殊的膜材料，通过透过膜和保留膜两种作用，实现目标成分从混合物中分离的方法。膜萃取既可以是液态膜，也可以是固态膜。液态膜的膜材料可以是胶体粒子、微胶囊、液滴等，它们在溶剂中形成一个连续的相，从而实现液膜分离。固态膜则是指通过多个过滤层、溶剂渗透层等构成的一种薄膜结构，具有选择性地渗透目标成分，实现分离。膜萃取法具有操作简单、成本较低、效率高等优点，因此在化工、食品、制药等行业得到了广泛应用。
最后是悬浮液膜分离法。悬浮液膜分离法是一种通过在两个不相容的相之间形成
一层悬浮液膜，利用离心离子、电渗现象或受力作用引起的悬浮液层的流动，实现目标组分的分离。该方法适用于固液、液液、气液等分离过程。悬浮液膜分离法不需要添加溶剂，因此避免了溶剂萃取法中溶剂的回收问题，更符合环保要求。
总结起来，液膜分离是一种通过液体膜实现混合物分离的技术。根据液体膜的不同形式，液膜分离的方法主要有溶剂萃取、膜萃取和悬浮液膜分离。这些方法在应用中各有优缺点，但都具有高效、操作简单、分离效果好等特点，因此在化工、环保等领域得到了广泛应用。
液膜分离技术
摘要：本文简要介绍了液膜分离技术的分类、传质机理、影响液膜稳定性因素、相关应用等，并对液膜分离技术的发展前景进行了展望。 关键词：液膜分离技术；乳化液膜；支撑液膜 液膜分离技术(Liquid membrane permeation ,LMP)液膜分离技术(Liquid membrane permeation ,LMP)是以液膜为分离介质、以浓差为推动力的液-液萃取与反萃过程结合为一体的分离过程。起分离作用的液膜通常为添加了表面活性剂的溶剂相，液膜两边的被萃相和反萃相通常都是可互溶相。它是1968年由美国埃克森公司的美籍华人黎念之博士提出的。液膜是一层很薄的液体，它阻隔在两个可互溶但组成不同的液相之间，一个液相中的待分离组分通过液膜的选择性渗透作用传递到另一个液相中，从而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。 1.液膜的分类 1.1 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。 1.2 根据机理分类 按机理可分为:膜相中含载体和不含载体两类。 (1)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。 (2)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。 1.3 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(Emulsion liquid membrane)和支撑液膜(Supposed liquid membrane)两类。 (1) 乳化液膜(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-油-水”型(w／o ／w) 或“油-水-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。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) 支撑液膜(SLM)
第五章膜分离技术 第一节膜分离的原理和方法 一、膜分离的基本概念 （一）膜分离概念 １、广义膜分离用天然或人工合成的高分子膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法，统称为膜分离法。包括膜浓缩和膜分离。 ２、膜浓缩如果在分离过程中，通过半透膜的只有溶剂，则溶液获得了浓缩，此过程称为膜浓缩。 ３、狭义膜分离如果在分离过程中，通过半透膜不仅是溶剂，而且有选择性地让某种溶质组分通过，则溶液中不同溶质得到分离，此分离过程称为膜分离。 （二）膜分离的分类 根据分离过程中推动力的不同，膜分离技术可分为两类: 一类是以压力为推动力的膜分离，如超滤和反渗透。 另一类是以电力为推动力的分离过程，所用的是一种特殊的半透膜，称为离子交换膜，这种分离技术叫做离子交换，如电渗析。 几种常见的膜分离方法及其适用范围如图5-1和图12-1。
（三）膜的性能 １、膜的抗氧化和抗水解性能 膜的抗氧化和抗水解性能，既取决于膜材料的化学结构，又取决于被分离的溶液的性质。氧化和水解的最终结果，是膜的色泽变深、发硬脆裂、化学结构和外观形态受到破坏。 由于高分子材料因氧化而产生的主链断裂，首先发生在低能的键上。因此，希望高分子材料中各个共价键有足够的强度，即希望有高的键能。高分子材料的主链中，应尽量避免键能较低的O-O和N-N键。 膜的水解和氧化作用是同时发生的，水解作用与高分子材料的化学结构密切相关。当高分子链中具有易水解的化学基团-CONH-、-COOR-、-CN、-CH2 -O-等时，这些基团在酸和碱的作用下，会产生水解降解反应，使膜的性能受到破坏。 表１２－１是几种共价键的键能：
膜过滤法的原理及步骤 膜过滤法是一种常用的分离技术，广泛应用于水处理、食品加工、制药等领域。它通过使用特定的膜材料，将混合物中的溶质和溶剂分离开来。本文将介绍膜过滤法的原理和步骤。 一、原理 膜过滤法基于膜的选择性渗透性原理，即根据溶质和溶剂的分子大小、形状和电荷等特性，通过膜的孔隙结构和表面特性，实现对它们的分离。膜材料通常具有微孔或超微孔结构，可以选择性地允许某些物质通过，而阻止其他物质的通过。 二、步骤 1. 膜的选择：根据需要分离的物质特性，选择合适的膜材料。常见的膜材料包括聚酯膜、聚醚膜、聚丙烯膜等。膜的孔径大小和形状也需要根据分离要求进行选择。 2. 膜的预处理：新购买的膜需要进行预处理，以去除可能存在的污染物和杂质。常见的预处理方法包括浸泡、清洗和消毒等。 3. 膜的装配：将膜材料安装在膜组件中，形成膜分离单元。膜组件通常由膜、支撑层和外壳组成，支撑层的作用是增强膜的机械强度和稳定性。 4. 进料处理：将待处理的混合物通过膜分离单元，通常采用压力驱
动的方式。进料可以是连续的或间歇的，具体取决于应用需求。 5. 分离过程：在膜分离单元中，溶质和溶剂根据其在膜上的渗透性差异，发生分离。溶剂可以通过膜孔隙或超微孔进入膜的另一侧，而溶质则被截留在膜表面或孔隙中。 6. 收集产物：分离后的产物分别从膜的两侧收集。溶剂可以通过膜的通透性直接收集，而溶质则需要通过清洗或其他方法从膜上去除。 7. 膜的维护：使用一段时间后，膜可能会受到污染或堵塞，需要进行维护和清洗。常见的维护方法包括化学清洗、物理清洗和膜修复等。 8. 膜的回收利用：废弃的膜可以进行回收利用，以减少资源浪费和环境污染。膜的回收利用可以通过物理方法（如破碎、熔融）或化学方法（如溶解、再生）实现。 膜过滤法是一种基于膜的选择性渗透性原理，通过选择合适的膜材料和膜组件，将混合物中的溶质和溶剂分离开来。膜过滤法具有操作简便、效率高、分离效果好等优点，因此在各个领域得到广泛应用。随着膜材料和膜组件的不断改进和创新，膜过滤法在未来将有更广阔的应用前景。
液膜分离 资料：https://www.doczj.com/doc/0f19486490.html, 液膜模拟生物膜的结构,通常由膜溶剂、表面活性剂和流动载体组成。它利用选择透过性原理,以膜两侧的溶质化学浓度差为传质动力,使料液中待分离溶质在膜内相富集浓缩,分离待分离物质。 基本概念 一种以液膜为分离介质，以浓度差为推动力的膜分离操作。液膜分离涉及三种液体：通常将含有被分离组分的料液作连续相，称为外相；接受被分离组分的液体，称为内相；成膜的液体处于两者之间，称为膜相。在液膜分离过程中，被分离组分从外相进入膜相，再转入内相，浓集于内相。如果工艺过程有特殊要求，也可将料液作为内相，接受液作为外相。这时被分离组分的传递方向，则从内相进入外相。液膜分离与液液萃取虽然机理不同，但都属于液液系统的传质分离过程。液膜分离也有称为液膜萃取的。水溶液组分的萃取分离，通常需经萃取和反萃取两步操作，才能将被萃组分通过萃取剂转移到反萃液中。液膜分离系统的外相、膜相和内相，分别对应于萃取系统的料液、萃取剂和反萃剂。液膜分离时三相共存，使相当于萃取和反萃取的操作在同一装置中进行，而且相当于萃取剂的接受液用量很少。 分离用液膜 两种主要类型：①乳化液膜。先将内相溶液以微液滴（滴径为1～100μm）形式分散在膜相溶液中,形成乳液（称为制乳）;然后将乳液以液滴（滴径为0.5～5mm）形式分散在外相溶液中，就形成乳化液膜系统。液膜的有效厚度为1～10μm。为保持乳液在分离过程中的稳定性，膜相溶液中加有表面活性剂和稳定添加剂。接受了被分离组分的乳液，还须经过相分离，得到单一的内相溶液，再从中取得被分离组分，并使膜相溶液返回用以重新制备乳液。对乳液作相分离的操作称为破乳，方法是用高速离心机作沉降分离，或用高压电场促进微液滴凝聚，或加入破乳剂破坏微液滴的稳定性，然后再作分离。②固定液膜。又称支撑液膜，是微孔薄膜浸渍以膜相溶液后形成的由固相支撑的液膜。支撑液膜比乳化液膜厚，而且膜内通道弯曲，传质阻力较大，但它不需制乳和破乳，操作较为简便，更适合于工业应用。 分离机理 有以下几种类型：①选择性渗透。利用混合物中各组分透过液膜的渗透速率的差别，实现组分分离，如烷烃与芳烃的液膜分离。②内相有化学反应。被分离组分A透过液膜后与内相中的反萃剂R发生化学反应，反应产物P不能透过液膜。如用液膜分离法使废水脱酚时，酚透过液膜后与内相中的NaOH反应生成酚钠。③膜内添加活动载体。载体R1作为渗透组分A在膜内传递的媒介。载体相当于萃取剂中的萃取反应剂，在外相与液膜的界面处，与渗透组分A生成络合物P1,P1在液膜内扩散到内相与液膜的界面,与内相中的反萃剂R2作用
宁波大学硕士研究生2016/2017学年第1学期期末答题纸 考试科目：生化分离技术课程编号：考卷类型：（A/B） 姓名：学号：阅卷老师：成绩： 液膜分离的原理及应用 摘要：液膜模拟生物膜的结构，通常由膜溶剂、表面活性剂和流动载体组成。它利用选择透过性原理，以膜两侧的溶质化学浓度差为传质动力，使料液中待分离溶质在膜内相富集浓缩，分离待分离物质。 关键字：液膜分离技术，乳化液膜，支撑液膜。 Principle and application of liquid membrane separation Abstract：Liquid membrane simulates the structure of a biofilm, usually consisting of a membrane solvent, a surfactant, and a mobile carrier. It uses the principle of selective permeability to the membrane on both sides of the solute chemical concentration difference for the mass transfer power,so that the liquid to be separated in the membrane solute enrichment enrichment, separation of the material to be separated. key words：liquid membrane separation technology, emulsion liquid membrane ,supported liquid membrane ,waste water treatment。 液膜分离是 60 年代中期诞生的一种新型的膜分离技术。它具有膜分离的一般特点, 主要是依据膜对不同物质具有选择性渗透的性质来进行组分的分离。自20世纪 60 年代美国林登埃克森研究与工程公司黎念之博士( N.N.Li)发明后[1]。液膜通常由膜溶剂、表面活性剂、流动载体和膜增强添加剂组成[2]。各国学者相继开展了大量的研究。该技术在湿法冶金、金属离子回收、废水处理、生物制品分离与生物医药分离、化工分离等方面已显示出广泛的应用前景。目前液膜技术处理农药厂废水已实现工业化, 在含锌废水处理中已进行了工业试验, 液膜技术分离宇宙飞船中 CO2 也已成功得到应用, 液膜分离技术正在得到迅速的发展。 生物学家们在液膜促进传递方面取得的成就引起了化学工程师们的注意. 60 年代中期 , Bloch 等[3]采用支撑液膜( supported liquid membrane) 研究了金属提取过程, Ward 与 Robb[4]研究了 CO2 与 O2 的液膜分离, 他们将支撑体液膜称为固定化液膜( immobilized liquid membrane). 黎念之( N .N . Li) 在用du Nuoy 环法测定含表面活性剂水溶液与油溶液之间的界面张力时 ,观察到了相当稳定的界面膜 ,由此开创了研究液体表面活性剂膜( liquid surfactant membrane) 或乳化液膜( emulsion liquid membrane)的历史[5] 1液膜分离原理 1.1液膜及其分类 液膜是分隔两个液相的第三液相,它与被分隔液体的互溶度极小。膜相液通常由膜溶剂、载体、表面活性剂、稳定剂所组成。 膜溶剂是膜相液的基体,占膜总量的90%以上,选择膜溶剂主要考虑膜的稳定性和对溶质的溶解性。当原料液为水溶液时,用有机溶剂作液膜,当原料液为有机溶剂时,用水作液膜。 载体是运载溶质穿过液膜的物质,它能与被分离的溶质发生化学反应,它分为离子型和非离子型。离子型载体通过离子交换方式与溶质离子结合,在膜中迁移;非离子
膜处理技术的原理 一、膜处理技术的概述 膜处理技术是一种将物质通过半透膜分离的技术，该技术已经广泛应用于水处理、食品加工、制药等领域。其原理是利用半透膜将溶液中的某些组分分离出来，从而实现纯化、浓缩、回收等目的。 二、膜处理技术的分类 1. 依据半透膜类型：包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。 2. 依据操作方式：包括压力驱动型和重力驱动型。 3. 依据应用领域：包括水处理、食品加工、制药等领域。 三、半透膜的原理 半透膜是一种特殊的材料，它具有选择性通透性。在溶液中，只有某些组分能够通过半透膜，而其他组分则不能通过。这种选择性通透性是由于半透膜孔径大小和孔隙结构决定的。
四、微滤和超滤原理 微滤和超滤是两种常见的膜处理技术。微滤膜的孔径大小一般在0.1-10微米之间，可以用来分离悬浮物、细菌等大分子物质。超滤膜的孔径大小一般在0.001-0.1微米之间，可以用来分离高分子量物质、乳 化液等。 五、纳滤和反渗透原理 纳滤和反渗透是另外两种常见的膜处理技术。纳滤膜的孔径大小一般 在0.001-0.01微米之间，可以用来分离有机物、无机盐等小分子物质。反渗透膜的孔径大小更小，一般在0.0001-0.001微米之间，可以用来除去水中的溶解性无机盐和有机物。 六、压力驱动型和重力驱动型 压力驱动型是指通过施加压力将溶液推过半透膜进行分离。常见的压 力驱动型膜处理技术包括超滤、纳滤和反渗透等。重力驱动型是指利 用重力将溶液自然流过半透膜进行分离。常见的重力驱动型膜处理技 术包括微滤和超滤等。 七、膜处理技术的应用
1. 水处理：膜处理技术可以用来净化水源、去除水中的有机物和无机盐等。 2. 食品加工：膜处理技术可以用来浓缩果汁、分离乳化液等。 3. 制药：膜处理技术可以用来纯化药品、回收有价值的成分等。 八、膜处理技术的优点 与传统的物质分离方法相比，膜处理技术具有以下优点： 1. 可以实现连续操作，提高生产效率； 2. 分离效果好，能够高效地去除目标物质； 3. 操作简便，不需要使用大量的化学试剂； 4. 适用范围广，可以应用于多种领域。 九、结论 随着科学技术的不断进步，膜处理技术将会越来越广泛地应用于各个
液膜分离技术探讨 液膜分离技术（Membrane Liquid Separation Technology）又称为 膜法分离技术，是一种基于半透膜原理的分离技术。液膜分离技术广泛应 用于各个行业，如环保、化工、食品、制药等领域。其在分离材料、操作 方式、分离过程中的能耗以及产物纯度等方面具有独特的优势。 液膜分离技术基于半透膜原理，即通过在分离系统中引入膜，利用膜 的孔径大小和特定结构，实现对不同溶质、物质的选择性分离。这种技术 通过在分离系统中引入合适的膜，能够实现对流体、气体、固体等不同形 态物质的高效分离和提纯。与传统的分离技术相比，液膜分离技术具有结 构简单、操作灵活、分离效率高、能耗低等优势。 液膜分离技术主要有三种操作方式，即扩散、渗透和电动力。扩散是 指通过半透膜间溶质的浓差差异实现分离。渗透是指通过半透膜的选择性 渗透性质实现分离。电动力是指通过半透膜材料的电性特性实现分离。这 三种操作方式可以根据分离物质的特性和需求进行选择，提高分离效果和 能量利用率。 液膜分离技术在分离过程中的能耗较低，主要是因为膜的效果提高了 分离效果，减少了能耗的损失。与传统的分离技术相比，液膜分离技术可 以降低化学反应和物质转移的温度和压力要求，减少了热量和压力的消耗。此外，由于膜材料的选择性，液膜分离技术可以在常温常压下进行，避免 了能耗浪费。 液膜分离技术在产物纯度方面也具有一定的优势。由于膜的选择性， 可以实现对不同物质的高效分离和浓缩，从而提高产物的纯度。此外，液
膜分离技术可以实现对微小分子、粒径较小的悬浮物质的有效分离，提高 了产物的质量。 虽然液膜分离技术具有许多优点，但在实际应用中还存在一些问题需 要解决。首先，膜的选择和设计是关键。不同的分离物质和要求需要选择 不同的膜材料和膜结构，因此需要对膜材料进行深入研究和优化。其次， 膜的寿命和稳定性是一个重要问题。膜在使用过程中容易受到污染、损坏 和老化等因素的影响，导致分离效果下降和寿命缩短。因此，需要开发出 具有高稳定性和抗污染性能的膜材料。最后，液膜分离技术的成本也需要 进一步降低。膜的制备、安装和维护等环节会增加分离成本，因此需要开 发出低成本、高效率的液膜分离技术。 总之，液膜分离技术是一种具有广泛应用前景的分离技术。其通过在 分离系统中引入膜，利用半透膜的特性实现对不同物质的高效分离和提纯。该技术具有结构简单、操作灵活、分离效率高、能耗低和产物纯度高等优势。然而，膜的选择和设计、膜的寿命和稳定性以及液膜分离技术的成本 问题仍需要进一步研究和解决。
运用液膜法萃取含酚废水技术研究 酚（phenol），通式为ArOH，是芳香烃环上的氢被羟基（-OH）取代的一类芳香族化合物。最简单的酚为苯酚。酚上的羟基具有弱酸性，酸性比醇羟基强。酚易被氧化，在空气中无色的晶体酚易被氧化为红色或粉红色的醌。酚类化合物（苯酚及其衍生物）主要来源于煤化工、石油化工、制药厂、苯酚生产及酚醛树脂生产厂等，是一种原生质高毒物质，对一切生物个体都有毒害作用，可通过皮肤、粘膜、口腔进入生物体内，与细胞原浆中的蛋白质接触后形成不溶性蛋白质而使细胞失去活性，尤其对神经系统有较大的亲和力，使神经系统发生病变。酚是工业废水中常见的高毒性、难降解有机物，不但危害人体健康安全，而且严重破坏自然生态平衡，造成严重的环境污染。因此，含酚废水的防治引起世界各国的普遍重视，包括中国在内的许多国家已经将其列入重点控制的污染物名单之中 液膜萃取是近代发现的一种新的萃取方法，其实质是选用难溶于水的油类（如煤油）制成性能稳定的油包水乳液，外水相中的溶质（如苯酚）进入油膜后，立即透过膜与内水相的溶质（如氢氧化钠）发生反应（生成酚钠），从而去除水相中的污染物（苯酚）。因此，液膜萃取实际上是用煤油从废水中脱除苯酚，再用氢氧化钠溶液从煤油液膜中把苯酚反萃出来，萃取和反萃取一步操作完成。本研究应用液膜萃取法处理了含酚工业废水 一、液膜分离原理 液膜分离又叫液膜萃取，属于膜分离技术的一种，它是利用表面活性剂与煤油制成的液体膜进行萃取与反萃取，从而达到分离与浓缩目的。它包括3 个主要步骤：制乳、混合传质与破乳。将含有表面活性剂的煤油与一定浓度的NaOH 水溶液，经过高强度剪切分散，形成油包水型的乳化液 在混合传质设备中，将制得的乳液分散在需处理的含酚废水中，通过外加动力，让废水与乳液充分接触。内水相为NaOH 水溶液小球，外水相为含酚废水，中间由煤油与表面活性剂形成的液膜隔开，乳液在废水中分散情况。 废水中的酚易溶于煤油，扩散进入内水相后与NaOH 反应，生成酚钠。酚钠不溶于煤油，不能通过煤油液膜返回外水相（含酚废水）。于是废水中的酚可连续不断地通过液膜进入内水相，以酚钠的形式富集在内水相中，从而达到从废水中除去酚的目的。 完成混合传质的乳液进入破乳设备，通过高压静电破乳，分成油相（煤油+ 表面活性剂）与水相（NaOH+ 酚钠水溶液）。油相收集可再循环利用；富含酚钠的水相，如酚具备回收利用价值，可经过再处理回收酚；若不具备利用价值，可将水相打入焚烧炉焚烧 二、液膜法萃取含酚废水实验
膜分离的操作方式 膜分离技术是一种重要的分离技术，它是利用膜的特殊性质，将混合物中的不同成分分离出来的一种方法。膜分离技术具有操作简单、效率高、能耗低等优点，因此在化工、生物工程、环保等领域得到了广泛应用。 膜分离技术的基本原理是利用膜的特殊性质，将混合物中的不同成分分离出来。膜是一种具有特殊结构和性质的材料，它可以将混合物中的不同成分分离出来，同时保留所需的成分。膜分离技术的操作方式主要有四种：压力驱动、浓度驱动、电场驱动和温度驱动。 压力驱动是膜分离技术中最常用的一种操作方式。在这种方式下，混合物通过膜的一侧，而分离出来的成分则通过膜的另一侧。压力驱动方式可以分为两种：正向渗透和反向渗透。正向渗透是指混合物从高压侧向低压侧渗透，而反向渗透则是指混合物从低压侧向高压侧渗透。压力驱动方式的优点是操作简单，适用于大规模生产，但是需要消耗大量的能源。 浓度驱动是指利用混合物中不同成分的浓度差异，通过膜分离技术将它们分离出来。在这种方式下，混合物通过膜的一侧，而分离出来的成分则通过膜的另一侧。浓度驱动方式可以分为两种：扩散和对流。扩散是指混合物中不同成分的浓度差异，通过膜的扩散作用将它们分离出来。对流是指混合物中不同成分的浓度差异，通过膜
的对流作用将它们分离出来。浓度驱动方式的优点是能耗低，但是分离效率较低。 电场驱动是指利用电场的作用，将混合物中的不同成分分离出来。在这种方式下，混合物通过膜的一侧，而分离出来的成分则通过膜的另一侧。电场驱动方式可以分为两种：电渗流和电吸附。电渗流是指利用电场的作用，将混合物中的不同成分分离出来。电吸附是指利用电场的作用，将混合物中的不同成分吸附在膜的表面上。电场驱动方式的优点是分离效率高，但是需要消耗大量的能源。 温度驱动是指利用温度的作用，将混合物中的不同成分分离出来。在这种方式下，混合物通过膜的一侧，而分离出来的成分则通过膜的另一侧。温度驱动方式可以分为两种：温度梯度和热力学温度。温度梯度是指利用温度的梯度作用，将混合物中的不同成分分离出来。热力学温度是指利用温度的作用，将混合物中的不同成分分离出来。温度驱动方式的优点是操作简单，但是需要消耗大量的能源。 膜分离技术是一种重要的分离技术，它可以将混合物中的不同成分分离出来，同时保留所需的成分。膜分离技术的操作方式主要有四种：压力驱动、浓度驱动、电场驱动和温度驱动。不同的操作方式具有不同的优点和缺点，应根据具体情况选择合适的操作方式。
液膜分离技术 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。本节主要介绍与水持染控制密切相关的乳状液型液膜。 一、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。乳状液型油膜的结构如图17-15所示，它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 3％，它具有亲水基和疏水基(亲油基)，成膜所需的机械强度；表面活性剂占1 ~ 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。乳状液膜的直径约为~ 0.5mm；膜厚从几个分子到0.05mm；一般是10μm。 0.1 ~ 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。 二、液膜材料的选择与液膜分离操作依 (1) 液膜材料的选择液膜分离技术的关健在于制备合不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。
液态膜的原理 液态膜（Liquid membrane）是一种由液体相分隔开两相的膜。它是一种特殊的分离技术，适用于溶液中物质的分离和浓缩，常用于萃取、脱除和浓缩工艺中。液态膜的原理可以归纳为扩散、修饰和渗透三个方面。 首先，液态膜的主要原理是扩散。当两个相之间存在浓度差时，溶质分子会自高浓度区域向低浓度区域扩散，以达到平衡状态。液态膜中的扩散起到了物质传递的关键作用。在液态膜中，溶质分子从溶液相扩散到接触的液膜相，并通过液态膜穿透到另一侧的溶液相。因此，液态膜可以实现溶质分子的选择性传递。 其次，液态膜还可以通过修饰来实现对溶质传递的控制。液态膜的修饰是指在液膜相中加入某种化合物或改变膜相的组成，以改变溶质对液膜的亲和性。通过修饰，可以增加或减少溶质进入液膜相的亲和能力，从而实现对溶质的选择性转运。常用的修饰剂包括表面活性剂、络合剂、离子交换剂等。通过选择合适的修饰剂，可以改变液面膜的特性，使其更适合目标物质的传递。 最后，液态膜的原理还包括渗透。液态膜的渗透是指溶质通过液态膜的渗透作用从一侧传递到另一侧。液态膜的渗透性能主要与液膜相的渗透性有关。液态膜相较于固体膜相具有一定的流动性，具有较高的渗透速率和较高的传递效率。液态膜相对于传统的固体膜相具有更高的灵活性和适应性，可以通过调节液膜相的组成和性质，实现对溶质传递的精确控制。
液态膜有着广泛的应用领域。在化学工程领域，液态膜适用于分离和浓缩各种溶质，例如有机物的萃取和分离、金属离子的萃取和去除等。在环保领域，液态膜可以用于水体中的有害物质的去除和回收。在生物医学领域，液态膜可以用于生物药物的纯化和浓缩。此外，液态膜还可以应用于电子材料的制备和能源存储等领域。 尽管液态膜具有许多优势和潜力，然而它也存在着一些限制。首先，液态膜的传质速率较慢，常需要较长的传质时间。其次，液态膜的稳定性较差，容易受到温度、压力和溶液浓度等因素的影响。因此，在应用液态膜时需要仔细考虑并优化条件，以保证其性能和稳定性。 总之，液态膜是一种基于扩散、修饰和渗透等原理，实现对溶质分离和浓缩的有效分离技术。其原理的理解和应用有助于开发更高效、更环保和更可持续的分离方法，并在诸多领域中发挥重要作用。
膜分离的操作方式 1. 膜分离的基本原理 膜分离是一种通过膜的选择性通透性实现物质分离的技术。膜分离的基本原理是利用膜的孔隙结构或表面性质，使得不同成分的物质在膜上发生不同的传质、传递现象，从而实现物质的分离。 2. 膜分离的操作步骤 膜分离的操作步骤主要包括前处理、膜分离过程和后处理三个部分。 2.1 前处理 前处理是指在膜分离过程之前对原料进行的处理步骤，主要目的是去除悬浮物、颗粒物、胶体物等杂质，以保护膜的使用寿命和效果。常见的前处理方法包括沉淀、过滤、调节pH值等。 2.2 膜分离过程 膜分离过程是指将前处理后的原料通过膜分离设备进行分离的步骤。根据不同的分离机理和应用需求，膜分离过程可以分为压力驱动式、浓度差驱动式和电场驱动式三种方式。 2.2.1 压力驱动式膜分离 压力驱动式膜分离是指通过施加一定的压力差，使原料液体在膜上发生渗透和分离的过程。常见的压力驱动式膜分离包括微滤、超滤、纳滤和逆渗透等。 压力驱动式膜分离的操作步骤： 1. 将前处理后的原料液体通过泵送至膜分离设备。 2. 施加一定的压力差，使原料液体在膜上发生渗透和分离。 3. 收集通过膜的纯 净产物，将未通过膜的浓缩物排出。
2.2.2 浓度差驱动式膜分离 浓度差驱动式膜分离是指通过维持两侧溶液的浓度差，使溶质通过膜进行传质和分离的过程。常见的浓度差驱动式膜分离包括电渗析和渗透气体分离等。 浓度差驱动式膜分离的操作步骤： 1. 将前处理后的原料液体分为两侧，分别放置在膜分离设备的两侧。 2. 维持两侧溶液的浓度差，通过膜进行溶质的传质和分离。 3. 收集通过膜的纯净产物，将未通过膜的浓缩物排出。 2.2.3 电场驱动式膜分离 电场驱动式膜分离是指通过在膜上施加电场，利用离子的电荷特性进行传质和分离的过程。常见的电场驱动式膜分离包括电渗析和电吸附等。 电场驱动式膜分离的操作步骤： 1. 将前处理后的原料液体通过泵送至膜分离设备。 2. 在膜上施加电场，使离子在膜上发生迁移和分离。 3. 收集通过膜的纯净产物，将未通过膜的浓缩物排出。 2.3 后处理 后处理是指对膜分离过程中产生的浓缩物或废液进行处理的步骤。根据具体的应用需求，后处理可以包括浓缩、干燥、再利用等。 3. 膜分离的应用领域 膜分离技术在许多领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面： 3.1 食品和饮料工业 膜分离技术在食品和饮料工业中常用于果汁澄清、乳品浓缩、蛋白质分离等过程中。 3.2 医药和生物工程 膜分离技术在医药和生物工程领域中常用于药物纯化、生物反应器的分离和浓缩等过程中。 3.3 环境保护 膜分离技术在环境保护领域中常用于水处理、废水处理和大气污染控制等过程中。
液膜分离技术及其应用综述 液膜分离技术及其应用 1.概述 液膜分离是一种新发展的化学分离方法。它是1968年由美国埃克森研究工程公司的美籍华人黎念之博士首先提出并申请了专利的一种新型膜分离方法。在液膜分离过程中，组分主要是依靠在互不相溶的两相间的选择性渗透、化学反应、萃取和吸附等机理而进行分离。这时欲分离的组分从膜外相透过液膜进入到膜内相而富集起来。这种机理和液-液萃取机理相似，但是它把液-液萃取中的萃取和反萃取这两步骤结合在一起，而且由于液膜很薄，传质速度很快，所以，效率比溶剂萃取高。 液膜一般是由膜溶剂、活性剂以及载体组成。液膜（liquid membrane）是 指由液体物质材料形成的膜，液膜是由乳液微粒构成，主要是悬浮在液体里的乳液微粒通过化学组合成一层薄的微粒层。液膜是由膜溶剂、载体、表面活性剂及稳定剂组成。液膜分离技术也称液膜萃取法，与固体膜相比，具有传递性强、利于萃取、成本低的优点，通过液膜分离技术可以快速的实现液体的萃取与浓缩。 三十余年来，该技术得到了迅速发展，已由最初的基础理论研究进入到初步工业应用阶段。液膜分离技术的应用研究领域极为广泛，它已涉及到湿法冶金、化工生产、生物医药、环境保护等。尤其在环境保护和湿法冶金方面取得了比较大的进展。进入21世纪，防止污染、保护生态环境是社会和经济可持续发展的重大课题。液膜分离技术的诸多要求，使其已广泛应用于废水的处理中。 2.液膜及其分类 2.1液膜的概念 液膜是液体表面活性剂的简称，是指形成O/W2(O1/W/O2)型中的O薄膜(W 薄膜)即油薄(水薄)，其中O1)称为内水相(内油相)，W2(O2)称为外水相(外油相)，这液膜与其它两相都不会产生互溶，它
液膜萃取技术的介绍 班级生物技术121 学号2012013432 姓名倪佳辉
液膜萃取技术的介绍 摘要 本文是对液膜萃取技术的介绍，主要包括液膜萃取技术的概念，原理，特点，分离机理, 主要应用范围以及液膜的几种构型，介绍液膜分离在工业上的应用实例。 关键词：液膜萃取；分离技术；环境保护液膜萃取的历史由于固体膜存在选择性低和通量小的缺点，故人们试图用改变固体高分子膜的状态，使穿过膜的扩散系数增大、膜的厚度变小，从而使透过速度跃增，并再现生物腹的高度选择性迁 移。这样,在60年代中期诞生了一种新的膜分离技术----- 液膜萃取法(Liquid membrane separation), 又称液膜分离法(Liquid membrane extraction) ，这是一种以液膜为分离介 质、以浓度差为推动力的膜分离操作。液膜技术是一种快速、高效和节能的一种新型的膜分离方法。由于固体膜存在选择性小和通量小的缺点，故人们试图改变固体高分子膜的状 态，使穿过膜的扩散系数增大，膜的厚度变小，从而使透过速度跃增，实现生物膜的高度选择性，在20世纪60年代发展了一种新的萃取技术，即液膜分离技术。液膜分离技术由于其特点，广泛应用于环境保护、石油化工、冶金工业、医药工业、生物学、海水淡化等领域。 液膜的分类液膜分离涉及三种液体：通常将含有被分离组分的料液作连续相，称为外相；接受被分离组分的液体，称为内相；成膜的液体处于两者之间，称为膜相。三者组成液膜分离体系。在液膜分离过程中，被分离组分从外相进入膜相，再转入内相，浓集于内相。如果工艺过程有特殊要求，也可将料液作为内相，接受液作为外相。这时被分离组分的传递方向，则从内相进入外相。 当液膜为水溶液时(水型液膜)，其两侧的液体为有机溶剂；当液膜由有机溶剂构成时(油型液膜)，其两侧的液体为水溶液。因此，液膜萃取可同时实现萃取和反萃取。这是液膜萃取法的主要优点之一，对于简化分离过程、提高分离速度、降低设备投资和操作成本是非常有利的。 液膜根据其结构可分为多种，但具有实际应用价值的主要有以下三种。 1乳状液膜 在乳状液膜体系中，通过制乳工序，将含待分离混合物的料液加入乳化剂溶液形成乳状液, 此乳状液悬浮到反萃剂溶液中形成复相乳液体系，料液相与反萃相之间形成膜溶液，液膜的内、外两侧分别称为内、外相，萃取过程在内相进行；反萃过程在外相进行，萃取与反萃过程通过液膜耦合关联，液膜的选择性传质性能，使料液相中待分离组分分别进入反萃相或留于萃余液中，达到分离目的。在同〜体系中完成萃取与反萃取工序后，进行破乳工序，将萃余液、膜溶液、反萃液分开，以上工序完成后，原料液中的不同组分存留于不同液相中，得到分离富集不同组分的效果。 2支撑液膜
膜分离的原理是什么? 何为纳滤膜？ 答：纳滤膜的透过物大小在1－10nm，科学家们推测纳滤膜表面分离层可能拥有纳米级（10nm以下）的孔结构，故习惯上称之为"纳滤膜"又叫"纳米膜"、"纳米管"。 纳滤膜净化原理？ 答：（1）溶解--扩散原理：渗透物溶解在膜中，并沿着它的推动力梯度扩散传递，在膜的表面形成物相之间的化学平衡，传递的形式是：能量=浓度o淌度o推动力，使得一种物质通过膜的时候必须克服渗透压力。 （2）电效应：纳滤膜与电解质离子间形成静电作用，电解质盐离子的电荷强度不同，造成膜对离子的截留率有差异，在含有不同价态离子的多元体系中，由于道南（DONNAN）效应，使得膜对不同离子的选择性不一样，不同的离子通过膜的比例也不相同。 道南平衡：当把荷电膜置于盐溶液中会发生动力学平衡。膜相中的反离子浓度比主体溶液中的离子浓度高而同性离子的浓度低，从而在主体溶液中产生道南能位势，该能位势阻止了反离子从膜相向主体溶液的扩散和同性离子从主体溶液向膜的扩散。当压力梯度驱动水通过膜进同样会产生一个能位势，道南能位势排斥同性离子进入膜，同时保持电中性，反离子也被排斥。 三达纳滤膜具有哪些特点？ 答：①超低压力下工作（0.15Mpa的压力下就可以稳定工作）。 ②大通量供水。在普通的市政水压下就可以使用，水通量可达15m2／小时。 ③选择性离子脱除。在去除细菌、病毒、过量金属离子、低分子有机物、氟、砷等有害物质的同时，保留一定量钾、钠、钙、铁等对人体有益矿物质。 ④使用领域广。在淡水处理、工业废水处理、医药和食品领域都有广泛的应用。 如何保存纳滤膜？ 答：纳滤膜的保存目标是防止微生物在膜表布的繁殖及破坏，防止膜的水解，冻结及膜的收缩变形。前人就有微生物对膜性能的影响进行过多种试验，结果表明：不同的微生物对膜的性能产生不同的影响。防止膜的水解，对任何膜都很重要。温度和PH值是醋酸纤维素膜水解的两个主要因素。对芳香聚酰胺膜，PH值及水中游离氯的含量则是其水解的主要因素。纳滤膜的冻结在冬季运输过程中常常发生。经验表明膜的冻结使膜中的水分形成冰晶而使膜结构膨胀，造成膜的性能大幅度下降或破坏。膜的收缩变形，发生在湿态膜保存时的失水、及膜在与高深度溶液接触时膜中的水急剧向溶液中扩散。不同种类的纳滤膜，其保存方法不同。醋酸纤维素纳滤膜在干态时应避免阳光直接照射，要保存在荫凉、干燥的地方。保存温度以8～35℃。 三达纳滤膜用在水处理时与反渗透膜有什么区别？ 答：纳滤膜是荷电膜，能进行电性吸附，它具有敏锐的分子截留区，对不同物质能有目的地提纯或去除的优越分离效果。反渗透膜的滤分子量在100以下，只能过滤掉水中的水分子和气体。在相同的水质及环境下制水，纳滤膜所需的压力小于反渗透膜所需的压力。 三达纳滤膜与反渗透制水水质有何不同？ 答：经纳滤膜过滤后的自来水能脱除细菌、病毒、低分子有机物、重金属等物质，保留部分