第九章 膜分离过程
第 一 节 膜和膜分离过程的分类与特性
3 复合膜 选择性膜层沉积于具有微孔的支撑 层上。只是两层材料不同，而非对称膜则是 同一材料。其性能不仅取决于有选择性的表 面薄层，而且受微孔支撑结构、孔径、孔分 布和多孔率的影响。
4 荷电膜 即离子交换膜，是一种对称膜，含 有高浓度的溶胀胶载着固定的正电荷或负电 荷，带有正电荷的膜为阴离子交换膜，从周 围流体中吸引阴离子。带有负电荷的膜称为 阳离子交换膜。
第二节 膜的基本理论
第二节 膜的基本理论
一 膜分离过程的机理 1 膜分离过程的基本传质形式
①被动传递：以化学势梯度为推动力，如压 力差、浓度差或电势差；②促进传递过程，各 组分由特定的载体带入膜，但推动力仍是膜两 侧的化学势梯度，具有高选择性；③主动传递, 推动力由膜内化学反应提供，主要存在于生命 膜。
第二节 膜的基本理论
2 膜分离过程的机理 不同物理、化学性质和传递属性的分离物
质，对于不同的膜其渗透情况不同，机理各 异，因此物质传递模型有多种，在应用上各有 其局限性。
第二节 膜的基本理论
（1）孔模型 用来描绘微孔过滤、超滤等过 程所用的高孔率膜。是一种以压力为推动力的 膜分离技术，按不同膜孔径来选择分离溶液中 所含的微粒或大分子，比膜孔小的物质和溶剂 一起透过膜而较大的物质则被截留。溶剂的渗 透流率取决于孔隙率、孔径、溶液的粘度、溶 剂在膜中的扩散曲折途径和压力差。
5 液膜 将在后面详细介绍
第一节 膜和膜分离过程的分类与特性
6 微孔膜 孔径为0.05－20μm的膜 7 动态膜 在多孔介质上沉积一层颗粒物作为
有选择作用的膜。沉积层与溶液处于动态平 衡。
第 一 节 膜和膜分离过程的分类与特性
二 膜分离过程的介绍
第一节 膜和膜分离过程的分类与特性
1 渗透和透析 渗透是一个扩散过程，在膜的两侧渗透压
第一节 膜和膜分离过程的分类与特性
②烧结法 取颗粒大小一定的膜材料细粉置于一定的
模具内，严格控制温度和压力，使细粒子的表 面由软变熔，进而互相粘结而形成多孔体，最 后经机械加工即得。常加入另一种不相熔合的 添加剂，待烧结完成后，再从膜内萃取出。此 法多用于制备硅酸盐聚乙烯及聚四氟乙烯微孔 膜，也可以制备复合膜的支撑体，由平整不易 变型和耐高温的优点。
超滤：按粒径选择分离溶液中所含的微粒 和大分子的膜分离过程。
微过滤：以多孔微小薄膜为过滤介质，使 不溶物浓缩的过滤操作。 3 电渗透
在电场中交替装配的阴离子和阳离子交换 膜，在电场中形成一个个隔室，使溶液中的 离子有选择性的分离或富集。 4 气体分离
利用微孔膜或无孔膜进行气体分离。
第一节 膜和膜分离过程的分类与特性
第一节 膜和膜分离过程的分类与特性
第 一 节 膜和膜分离过程的分类与特性
一 膜的分类
根据各种物理结构和化学性质，可将膜分为 下列几种：
1 对称膜 结构与方向无关的膜，根据制造方法 不同，这些膜或者具有不规则的孔结构，或所 有的孔具有确定的直径。
2 非对称膜 非对称膜有一个很薄的，但比较致 密的分离层和多孔支撑层。分离层为活性膜， 孔径的大小和表皮的性质决定了分离特性，厚 度决定传递速度，该层必需朝向待浓缩的原溶 液。多孔支持层只起支撑作用。
三 膜的制造 膜的要求：较大的透过速度，较高的选择
性，机械强度好，耐热，耐化学和细菌侵蚀， 耐净化和杀菌处理，成本低。
常用制膜材料有纤维素和聚砜。醋酸纤维素 膜的优点：①水渗透流率高，截留率好；②来 源广，价格便宜；③无毒，制作简单。缺点： ①热稳定性差；②抗氧化能力差；③易水解， 易压密。 聚砜膜的优点：耐热、耐酸碱、耐生 物腐蚀。
差的作用下，溶剂产生流动，可对溶液进行 稀释。透析是利用膜两侧的浓度差从溶液中， 分离出小分子物质的过程。一般的 透析原则 上与渗透相重叠。 2 反渗透和超滤、微过滤
反渗透：在渗透装置的膜两侧造一成一个 压力差，并使其大于渗透压，使溶剂发生倒 流，进一步浓缩溶液的过程。
第一节 膜和膜分离过程的分类与特程用的是人工合成 的无生命的 膜，膜是分离过程的核心。膜可定 义为两相之间不连续的区间。
膜过滤的机理、操作方式各异，但它们具
有相同的优点，过程一般较简单，费用较低，
效率较高，往往没有相变，可在常温下操作， 既节省能耗，又特别适合用于热敏物质的处 理，因此在食品加工、医药、生化技术领域有 其独特的实用性。
第二节 膜的基本理论
（2）溶解－扩散模型 反渗透膜的表皮层在 电子显微镜下没有发现孔道。于是假设溶质和 溶剂都能溶解于均质的非多孔膜表面，然后在 化学推动下扩散通过膜，在从膜下游解吸。由 于膜的选择性使得混合物得以分离。物质的渗 透能力不仅取决于扩散系数，还决定于在膜中 的溶解度。适用于均相的，高选择性的膜。
第一节 膜和膜分离过程的分类与特性
④拉伸法 先将晶态聚烯烃在低温熔融温度下挤压成
膜，然后延伸得到高的熔融应力，再在无张力 条件下退火，最后拉伸即得。主要用于以聚烯 烃等为基材的膜制备。也适用于作微孔膜。 ⑤制备复合膜
在多孔支撑层上制作聚合物膜，一种方法是 把稀薄的聚合物溶液浸渍在支撑材料上，另 一种方法是在多孔支撑表面上进行相界面聚 合作用。
第一节 膜和膜分离过程的分类与特性
③核经迹法 第一步将厚度为5－15μm的薄膜于放射性
物质下接受粒子（如α粒子或中子）照射，使 高分子主干的化学键断裂形成径迹。孔的密 度由照射时间控制。
第二步将膜用酸碱性液腐蚀，使照射的材料 刻蚀形成垂直孔道。孔径由刻蚀的时间和温度 控制。 这种膜的特点是表面光滑，孔道直且大 小均匀，适宜聚碳酸酯和聚乙酯作微孔膜。
第一节 膜和膜分离过程的分类与特性
膜的制作方法有如下几种： ①相转变法
是最重要的制膜方法，不仅能制备对称性反渗透 膜和超滤膜，也能制备微孔膜。首先将粘稠的浇铸液 在一适宜的衬垫上展成薄膜，在室温（醋酸纤维素） 或较高温度的干燥箱中（聚芳香胺膜）蒸发一部分溶 剂，导致表面层聚合物的浓缩和活性层的预先定向。 然后将多层膜片浸泡在沉淀液（冰水）中，由于溶剂 和沉淀液发生交换而形成凝胶。凝胶形成后通常在热 水中退火，从而改善了分离能力，并且提高了机械强 度，但渗透能力却有所下降。
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膜分离过程
优点：可以在高温下应用
缺点：膜很不稳定。
纳滤膜
由于其截留率大于95%的最小分子约为1nm，因 而称之为纳滤膜，这是纳滤 (nanofililtration)名称的 由来。又称粗孔（Loose）反渗透膜。
纳滤膜也可以按复合膜的方法制造。
三、分离机理
（一）、毛细管流动模型
超滤和微滤过程：溶质或悬浮物料按大小不同而分离， 比膜孔小的物质透过膜，大的则被截留。
气体透过：系利用微孔或无孔的膜进行气体分离。膜 的材料可以是高分子膜，也可以是金属膜或玻璃膜，主要 用于合成氨工业中氢的回收等。
反渗透、超滤和微过滤：
是三种互有联系的过程，并没有根本上的区别，三种 膜可用相同的方法制得。它们的孔径范围如图，有一定程 度的重叠。
二、膜的制造
（一）、对膜的要求 1、 较大的透过速度 2、较高的选择性 3、机械强度好、耐热，耐化学试剂 4、不被细菌侵袭，可以高温灭菌 5、价廉。
纳滤膜的其他优点：
操作压力较低，而在相同操作压力下，通量则较高， 因此，这类膜在10年前开始应用逐渐增加。
由于其截留率大于95%的最小分子约为1nm，因而 称之为纳滤膜，这是纳滤 (nanofililtration)名称的由来。
荷电纳米膜
近年来由于分离荷电分子的需要，开发出荷电纳米 膜。
由于Donnan电位，这类膜对荷相同电荷的分子有 较高的截留率。
它能截留分子量为200-1000之间的有机物质，能将 高价离子与低价离子分离（水的软化），操作压力在 1.0-3.0MPa.
四、表征膜性能的参数
表征膜性能的参数有：孔的性质(包括孔径、孔分布 和孔隙度)、截断分子量(MWCO)，水通量、抗压能力， pH适用范围，对热和溶剂的稳定性。
缺点：膜很不稳定。
纳滤膜
由于其截留率大于95%的最小分子约为1nm，因 而称之为纳滤膜，这是纳滤 (nanofililtration)名称的 由来。又称粗孔（Loose）反渗透膜。
纳滤膜也可以按复合膜的方法制造。
三、分离机理
（一）、毛细管流动模型
超滤和微滤过程：溶质或悬浮物料按大小不同而分离， 比膜孔小的物质透过膜，大的则被截留。
气体透过：系利用微孔或无孔的膜进行气体分离。膜 的材料可以是高分子膜，也可以是金属膜或玻璃膜，主要 用于合成氨工业中氢的回收等。
反渗透、超滤和微过滤：
是三种互有联系的过程，并没有根本上的区别，三种 膜可用相同的方法制得。它们的孔径范围如图，有一定程 度的重叠。
二、膜的制造
（一）、对膜的要求 1、 较大的透过速度 2、较高的选择性 3、机械强度好、耐热，耐化学试剂 4、不被细菌侵袭，可以高温灭菌 5、价廉。
纳滤膜的其他优点：
操作压力较低，而在相同操作压力下，通量则较高， 因此，这类膜在10年前开始应用逐渐增加。
由于其截留率大于95%的最小分子约为1nm，因而 称之为纳滤膜，这是纳滤 (nanofililtration)名称的由来。
荷电纳米膜
近年来由于分离荷电分子的需要，开发出荷电纳米 膜。
由于Donnan电位，这类膜对荷相同电荷的分子有 较高的截留率。
它能截留分子量为200-1000之间的有机物质，能将 高价离子与低价离子分离（水的软化），操作压力在 1.0-3.0MPa.
四、表征膜性能的参数
表征膜性能的参数有：孔的性质(包括孔径、孔分布 和孔隙度)、截断分子量(MWCO)，水通量、抗压能力， pH适用范围，对热和溶剂的稳定性。
膜分离的过程
膜分离的过程
什么是膜分离过程？
膜分离过程是指应用膜作为一种分离材料来处理物质的过程。
它可以帮助在流体中分离出不同的溶质，产生不同的浓度溶液，它的应用涵盖了污水处理、啤酒制造、水质净化等。
膜分离技术的基本原理是：在流体中，膜会有效地过滤细微悬浮物，它们的大小会被膜特定的孔径限制，只有尺寸较小的悬浮物（如颗粒、离子、生物活性物质等）才能通过膜，而大尺寸物质（细菌、反应产物、色素等）则被留在膜的外侧。
因此，可以通过选择膜的孔径，有效地分离出不同粒径的悬浮物，从而实现净化的目的。
膜分离过程包括四个主要步骤：第一步是膜的选择，根据要净化的物质，选择合适的膜材料、孔径大小、孔隙率等；第二步是膜层的渗透，使溶液渗透到膜内，从而实现分离；第三步是洗涤步骤，在洗涤过程中，将被留在膜内侧的粒子、有机物流失掉；第四步则是从膜内收集物质，得到清洗物质。
膜分离过程的优势在于它具有高效率、低成本、无污染等特性，它不仅能节省能源消耗，更可有效地回收有用的资源，是目前大多数分离处理过程的理想选择。
- 1 -。
06-膜分离过程
6.1.2. 膜过程分类
生物分离中最常用-超滤、微滤和反渗透
膜过程分类
粒径
0. 1 1 nm 10
病毒
100
1μ m
10
100
１ mm
小分子
蛋白质
乳胶
细菌 细胞 微粒
超细胶体微粒 反渗透 微滤
超滤
一般过滤
膜分离法与物质大小（直径）的关系
6.1.3. 分离膜
（一）分离膜性能
• ★物化稳定性-膜强度、耐受压力、温度、pH、对 有机溶剂及各种化学药品的耐受性-膜寿命 ★分离透过性-选择性、渗透通量、通量衰减系数 • ①选择性-可用截留率R表示
第六章
膜分离过程
Membrane Separation
膜分离现象普遍存在，膜分离技术应用广泛
1925年以来，差不多每十年就有一项新的膜 过程在工业上得到应用 30年代 微孔过滤——人造 40年代 渗析 50年代 电渗析 60年代 反渗透（1960年Loeb和Sourirajan） 70年代 超滤 80年代 气体分离 90年代 渗透汽化 现代 EDI技术——电渗析(ED)+离子交换（IE)
膜材料
①透过速度大 ②截留盐的能力强 ③易于制备、来源丰富 ④适合作反渗透膜 ⑤不耐温（30℃） ⑥pH 范围窄，清洗困难 ⑦与氯作用，寿命降低 ⑧微生物侵袭 （1）温度范围广 （2）pH 范围广 （3）耐氯能力强 （4）孔径范围宽 （5) 操作压力低 （6）适合作超滤膜
（三）膜结构
• 对称膜，即膜截面的膜厚 方向上孔道结构或传递特 性均匀，传质阻力大，透 过通量低，容易污染，清 洗困难，微滤膜大多为对 称膜
（二）膜材料
膜材料 应用 特点 截盐能力强，使用温度 反渗透膜 醋酸纤维 和 pH 范围有限 微滤膜和超滤膜 天然高分子 再生纤维 微滤膜和透析膜
第九章膜分离过程ppt课件
聚砜类
聚酰(亚)胺类 非纤维素酯 类 聚酯、烯烃类 含氟(硅)类 其他
聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等
聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等 涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等
聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷 等
壳聚糖，聚电解质等
8
功能膜的分类
2. 按膜的分离原理及适用范围分类 根据分离膜的分离原理和推动力的不 同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反 渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、 渗透蒸发膜等。 3. 按膜断面的物理形态分类 可将其分为对称膜，不对称膜、复合 膜、平板膜、管式膜、中空纤维膜等。
_ n 2 2
H O H H O HH H O H O H
C H O H 2
10
膜材料特征
从结构上看，每个葡萄糖单元上有三个羟基。 在催化剂（如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能 与冰醋酸、醋酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维 素或三醋酸纤维素。
C6H7O2 + (CH3CO)2O ＝ C6H7O2(OCOCH3)2 + H2O
膜材料特征
（2）主要的非纤维素酯类膜材料
（i）聚砜类 O S 聚砜结构中的特征基团为 O 为了引入亲 水基团，常将粉状聚砜悬浮于有机溶剂中，用 氯磺酸进行磺化。 聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：二甲基甲酰 胺、二甲基乙酰胺、N—甲基吡咯烷酮、二甲 基亚砜等。
14
膜材料特征
聚砜类树脂具有良好的化学、 热学和水解稳定性，强度也很高， pH值适应范围为1～13，最高使用 温度达120℃，抗氧化性和抗氯性都 十分优良。 这类树脂中，目前的代表品种有：
1. 分离膜制备工艺类型 膜的制备工艺对分离膜的性能十分重要。同样 的材料，由于不同的制作工艺和控制条件，其性能 差别很大。合理的、先进的制膜工艺是制造优良性 能分离膜的重要保证。 目前，国内外的制膜方法很多，其中最实用的 是相转化法（流涎法和纺丝法）和复合膜化法。
膜分离
概述
★膜分离的特点 ①操作在常温下进行； ②是物理过程，不需加入化学试剂； ③不发生相变化（因而能耗较低）； ④在很多情况下选择性较高； ⑤浓缩和纯化可在一个步骤内完成； ⑥设备易放大，可以分批或连续操作。 因而在生物产品的处理中占有重要地位
膜分离过程 (membrane separation)
透析过程以浓差为传质推动力，膜的透过量很小，不 适于大规模生物分离过程、但在实验室中应用较多。
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的类型
透析法的应用
膜分离过程 (membrane separation)
膜的制造
2.2 膜的制造
要求： （1）透过速度 （2）选择性 （3） 机械强度 （4） 稳定性
膜分离过程的类型
有关微米的一组数据
1μ m= 10-3mm
人发直径 70-80 μ m 裸眼可见最小颗粒40 μ m 金属颗粒 50 μ m 酵母菌 3μ m 假单胞菌 0.3μ m 小RNA 病毒 0.03 μ m
膜分离过程 (membrane separation)
－
－ －
盐水
+ + + + + + + + + + + + + + + +
+
阳极
纯蛋白质溶液
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的类型
电渗淅器是利用离子交换膜的选择透过性进行工作，电渗淅器主要组成部 分是离子交换膜。分为阳膜，阴膜。阳膜只充许阳离子通过而阴离子被阻 挡；阴膜只充许阴离子通过而阳离子被阻挡。
★膜分离的特点 ①操作在常温下进行； ②是物理过程，不需加入化学试剂； ③不发生相变化（因而能耗较低）； ④在很多情况下选择性较高； ⑤浓缩和纯化可在一个步骤内完成； ⑥设备易放大，可以分批或连续操作。 因而在生物产品的处理中占有重要地位
膜分离过程 (membrane separation)
透析过程以浓差为传质推动力，膜的透过量很小，不 适于大规模生物分离过程、但在实验室中应用较多。
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的类型
透析法的应用
膜分离过程 (membrane separation)
膜的制造
2.2 膜的制造
要求： （1）透过速度 （2）选择性 （3） 机械强度 （4） 稳定性
膜分离过程的类型
有关微米的一组数据
1μ m= 10-3mm
人发直径 70-80 μ m 裸眼可见最小颗粒40 μ m 金属颗粒 50 μ m 酵母菌 3μ m 假单胞菌 0.3μ m 小RNA 病毒 0.03 μ m
膜分离过程 (membrane separation)
－
－ －
盐水
+ + + + + + + + + + + + + + + +
+
阳极
纯蛋白质溶液
膜分离过程 (membrane separation)
膜分离过程的类型
电渗淅器是利用离子交换膜的选择透过性进行工作，电渗淅器主要组成部 分是离子交换膜。分为阳膜，阴膜。阳膜只充许阳离子通过而阴离子被阻 挡；阴膜只充许阴离子通过而阳离子被阻挡。
膜分离PPT
功能
滤去0.1μm以上的颗粒 滤去0.1μm以上的颗粒 滤去0.1μm以上的颗粒 水——溶盐分离 混合气体分离 水——溶盐分离
推动力
压力差~200kPa 压力差1000kPa 压力差0.5~2MPa 压力差1~10MPa 压力差0.1~10MPa 浓度差
膜分离机理
筛分 筛分 溶解扩散 溶解扩散 溶解扩散 溶解扩散筛分
大分子
纳滤
● ● ● ● ●● ■ ■
糖 二价盐 游离酸 单价盐 不游离酸
水
1、微滤和超滤
微滤和超滤都是在静压差的推动力作用下进行的液相分离
过程。
在一定的压力作用下，当含有高分子溶质（A）和低分子溶 质（B）的混合溶液流过膜表面时，溶剂和小于膜孔的低分子溶 质（如无机盐）透过膜，成为渗透液被收集；大于膜孔的高分 子溶质（如有机胶体）则被膜截流而作为浓缩液回收。 超滤所用的膜为非对称性膜，表面的孔不规则，不均一， 很难确定孔径，故通常用它能截留的物质的分子量来定义膜孔 的大小。
反渗透膜 P
纯水
盐水
π
纯水 盐水
纯水
盐水
(a)渗透
(b)渗透平衡
(c)反渗透
反渗透原理示意图
0 在一定温度和压力下，设纯水的化学位为 （T , p1） ，则
盐溶液中水的化学位为
（T , p1） 0 (T , p1 ) RT ln a
式中，a为溶液中水的活度，纯水的a=1，而溶液中的 a一般小于1，即 RT ln a 0 ，故 (T , p1 ) 0 (T , p1 )
• 澄清果汁
• 屠宰动物血液成分回收 • 植物蛋白的回收
• 浓缩葡萄糖氧化酶、胰蛋白酶等
• 浓缩以基因工程菌生产的新物质（干扰素、生长激素等）
第九章膜分离过程详解
11
膜材料特征
醋酸纤维素性能稳定，但在高温和酸、 碱存在下易发生水解。为了进一步提高 分离效率和透过速率，可采用各种不同 取代度的醋酸纤维素的混合物来制膜; 也可采用醋酸纤维素与硝酸纤维素的混 合物来制膜。此外，醋酸丙酸纤维素、 醋酸丁酸纤维素也是很好的膜材料。 纤维素醋类材料易受微生物侵蚀， pH值适应范围较窄，不耐高温和某些 有机溶剂或无机溶剂。因此发展了非纤 维素酯类（合成高分子类）膜。
4
一 膜技术概况和类型
60年代初马丁在研究反渗透时发现具有 分离选择性的人造液膜，这种液膜是 覆盖在固体膜之上的，为支撑液膜。 1961年，米切利斯等人用各种比例的酸 性和碱性的高分子电介质混合物以 水—丙酮—溴化钠为溶剂，制成了可 截留不同分子量的膜，
膜材料特征
2. 非纤维素酯类膜材料
（1）非纤维素酯类膜材料的基本特性 ① 分子链中含有亲水性的极性基团； ② 主链上应有苯环、杂环等刚性基团，使 之有高的抗压密性和耐热性； ③ 化学稳定性好； ④ 具有可溶性； 常用于制备分离膜的合成高分子材料有聚砜、 聚酰胺、芳香杂环聚合物和离子聚合物等。
13
60年代中期，美籍华人黎念之博士发现含有表 面活性剂的水和油能形成界面膜，从而发明了 不带有固体膜支撑的新型液膜。 1967年，研制了以尼龙—66为主要组分的中空 纤维反渗透膜组件。同一时期，丹麦DDS公司 成功研制平板式反渗透膜组件。反渗透膜开始 工业化。
70年代初，卡斯勒（Cussler）又成功研制含流动载体 的液膜，使液膜分离技术具有更高的选择性。
膜材料特征
（2）主要的非纤维素酯类膜材料
（i）聚砜类 O S 聚砜结构中的特征基团为 O 为了引入亲 水基团，常将粉状聚砜悬浮于有机溶剂中，用 氯磺酸进行磺化。 聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：二甲基甲酰 胺、二甲基乙酰胺、N—甲基吡咯烷酮、二甲 基亚砜等。
膜分离过程
膜的定义——两相之间的不连续区间。
膜即“区间”不是通常的相界面，可为气相、液相和固相，可以均相或非均相、对称或非对称，荷电或中性。
膜的优点：过程一般较简单，费用低、效率较高、常温下操作。
第一节膜和膜分离过程的分类与特性一、膜的分类膜分离的实质——物质通过膜的传递速率不同而得到分离。
1、对称膜：膜的结构与方向无关，如具有不规则的孔结构，或者所有的孔具有确定的直径。
2、非对称膜：分离层（薄而致密）二多孔支撑层。
二层为同一种材料活性膜，孔径的大小和表皮的性质决定了分离特性，而厚度主要决定传递速度，该层必须朝向的原溶液。
优点：高传质速率（分层等）和良好的机械强度。
被脱除物附在表面，易于清除。
3、复合膜膜的性能：不仅决定于选择薄层，而且受微孔支撑活物、孔径、孔分布和多孔率的影响。
4、荷电膜：即离子交换膜，属于对称膜溶胀胶固定有正电荷可交换的为阴离子。
5、液膜，有关章节讨论。
6、微孔膜：孔径大小为0.05~20μm的膜7、动态膜：在多孔介质上（如陶瓷管）沉积一层颗粒物（如氯化铝）作为有选择作用的膜。
可在高温下应用，但膜很不稳定。
二、重要的膜分离过程（表9-1）1、渗透和透析（推动力—浓度差）渗透是由于浓度差→渗透压差→在膜的两旁引起溶剂向浓度高渗透压大的方向扩散。
工业上从纤维废液回收NaOH（人造毛或合成丝）。
透析是由于浓度差从溶液中分离出小分子物质的过程，如肾衰病人肾透析二者的共同点：浓度差不断降低，推动力也不断减小。
2、反渗透和超滤（推动力—压力差）反渗透：在渗透实验装置的膜两侧造成一个压力差，1-8Mpa，并使其大于渗透压，就会发生溶剂倒流，使浓度较高的溶液进一步浓缩，这一现象就叫反渗透。
超滤：膜只阻挡大分子，在压力差推动下，水和盐等小分子透过。
微过滤：以多孔细小薄膜为过滤介质，在压力差推动下0.1Mpa使不溶物浓缩（水和溶解物通过）图9-2，膜的孔径范围，反渗透小（水过），超滤较小（按粒经选择分离微粒和大分子）微过滤较大（不溶物截留，水和溶解物均过）。
第九章 液膜分离详解
液膜模拟生物膜的结构，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，将膜分离与溶剂萃取相结合， 使选择性渗透、膜相萃取和膜内相反萃取 三个传质环节同时完成，以使料液中待分 离溶质在膜内相富集浓缩，分离待分离物 质。
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。
2、表面活性剂 它是液膜技术中稳定油水分界面的最重要 的组分，对液膜的稳定性、渗透速度、分离 效率和膜相与内水相分离后的循环使用有直 接关系。 3、流动载体 合适的载体是液膜分离技术的关键之一。 它能对欲提取的物质进行选择性运输，因此 对选择性和膜的通量（或分离速度）起决定 性作用。 起萃取剂作用。
4、膜增强剂 起增加膜的稳定性作用。 在液膜的分离操作时要求膜不过早破裂； 而在破乳工序中液膜层又容易破碎，以利 于膜相与内水相的分离。
三、液膜与生物膜的相似性 生物细胞膜主体是由类脂双分子层、蛋 白质构成的。 类脂分子的极性亲水端向外形成类脂双 分子层，非极性亲油尾端互相聚集。 膜中央近似液体，膜表面则近似晶体。 蛋白质分子以各种方式联结在膜上，这 些蛋白质有“识别”、“输送”物质的功 能，即能选择性地将一个物质分子或离子 从膜的一侧输送到膜的另一侧。
第一节 概述
膜是一种流动相内或两种流动相之间， 有一薄层凝聚相物质，可把流动相分割成 两部分，此一薄层物质即所谓的“薄膜”， 简称膜。 液体膜是膜技术的一个分支，是一种新 兴的节能型分离手段。
液体膜（简称液膜）是模仿生物膜的选 择性输送功能的一种人工膜。 液膜是一层很薄的液体，由悬浮在液体 中的一层很薄的乳液微粒构成。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渗透作用 传递到另一个液相中，从而实现分离的目 的。
膜分离技术课件
⑤严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，运行恶化。
共四十三页
减少浓差极化的有效途径：
1、减少边界层厚度 2、提高传质系数 方法： 1，增加料液流速；增加湍流(tuānliú)速度； 2，提高温度；清洗膜面。
共四十三页
6.3.3 膜分离过程(guòchéng)
膜分离过程推动力：压力(yālì)差、浓度差、电位差等。
向运动，易穿过阳膜，被阴膜挡住，带负电荷离子反之。 4. 结果
2、4隔室中离子浓度增加，3室离子浓度下降。
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二、电渗析中传递过程 （1）反粒子迁移(qiānyí)； （2）同名离子迁移； （3）电解质离子迁移； （4）水的渗透； （5）渗漏； （6）水的电渗析。 三、电极反应和电极电位 浓、淡隔室及膜中导电：离子型 电极上导电：电子型
主要特点：
① 分离选择性高。
② 分离作用不受组分汽液平衡的限制(xiànzhì)，而主要受组分在膜内的渗透速率的 控制。
③ 渗透通量低，一般小于1000g/m2h 。
④ 过程中有相变。
⑤ 在操作过程中，进料侧原则上不需加压，所以不会导致膜的压密。在操作过
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应用场合：
①从混合液中分离出少量物质，如有机物中少量水的脱除，水中少量挥发性有机物的脱除；
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2.电渗析过程(guòchéng)
1
+++++++++++
N
+ a
阳膜 阳级
2
Cl
N
+ a
Cl
N
+ a
阴膜 浓缩室
+
—
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减少浓差极化的有效途径：
1、减少边界层厚度 2、提高传质系数 方法： 1，增加料液流速；增加湍流(tuānliú)速度； 2，提高温度；清洗膜面。
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6.3.3 膜分离过程(guòchéng)
膜分离过程推动力：压力(yālì)差、浓度差、电位差等。
向运动，易穿过阳膜，被阴膜挡住，带负电荷离子反之。 4. 结果
2、4隔室中离子浓度增加，3室离子浓度下降。
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二、电渗析中传递过程 （1）反粒子迁移(qiānyí)； （2）同名离子迁移； （3）电解质离子迁移； （4）水的渗透； （5）渗漏； （6）水的电渗析。 三、电极反应和电极电位 浓、淡隔室及膜中导电：离子型 电极上导电：电子型
主要特点：
① 分离选择性高。
② 分离作用不受组分汽液平衡的限制(xiànzhì)，而主要受组分在膜内的渗透速率的 控制。
③ 渗透通量低，一般小于1000g/m2h 。
④ 过程中有相变。
⑤ 在操作过程中，进料侧原则上不需加压，所以不会导致膜的压密。在操作过
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应用场合：
①从混合液中分离出少量物质，如有机物中少量水的脱除，水中少量挥发性有机物的脱除；
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2.电渗析过程(guòchéng)
1
+++++++++++
N
+ a
阳膜 阳级
2
Cl
N
+ a
Cl
N
+ a
阴膜 浓缩室
+
—