高分子分离膜专题.ppt
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,1,2011-6-12011-6-1,1,有,机,化,学,10,10.5高分子分离膜(,Membrane,),10.5.110.5.2,膜上游,透膜青岛理工大学,膜下游,基本概念和膜的种类高分子分离膜各论选择性透膜,2011-6-1,2,2011-6-1,青岛理工大学,2,有,机,化,学,10,10.5.1,基本概念和膜的种类,膜(Membrane)是什么?
有何特性?
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。
膜的特性:
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。
2011-6-1,3,2011-6-1,青岛理工大学,3,有,机,化,学,10,膜分离过程原理:
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、压力差或电位差等)时,使原料侧组分选择性地透过膜,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。
2011-6-1,4,2011-6-1,青岛理工大学,4,有,机,化,学,10,分离膜与膜分离技术的概念指能以特定形式限制和传递流体物质的分隔两相或两部分的界面。
形式可以是固态的,也可以是液态的。
被膜分割的流体物质可以是液态的,也可以是气态的。
膜至少具有两个界面,膜通过这两个界面与被分割的两侧流体接触并进行传递。
分离膜对流体可以是完全透过性的,也可以是半透过性的,但不能是完全不透过性的。
膜在生产和研究中的使用技术被称为膜技术。
2011-6-1,5,2011-6-1,青岛理工大学,5,有,机,化,学,10,膜分离技术的优点:
膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选择渗透性能的差异来实现分离、提纯和浓缩的新型分离技术。
膜分离过程的共同优点是成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质,特别适合于性质相似组分、同分异构体组分、热敏性组分、生物物质组分等混合物的分离,因而在某些应用中能代替蒸馏、萃取、蒸发、吸附等化工单元操作。
实践证明,当不能经济地用常规的分离方法得到较好的分离时,膜分离作为一种分离技术往往是非常有用的。
并且膜技术还可以和常规的分离方法结合起来使用,使技术投资更为经济。
6,2011-6-1,青岛理工大学,6,有,机,化,学,10,膜分离过程没有相的变化(渗透蒸发膜除外),常温下即可操作;由于避免了高温操作,所浓缩和富集物质的性质不容易发生变化,因此在膜分离过程食品、医药等行业使用具有独特的优点;膜分离装置简单、操作容易,对无机物、有机物及生物制品均可适用,并且不产生二次污染。
由于上述优点,近二三十年来,膜科学和膜技术发展极为迅速,目前已成为工农业生产、国防、科技和人民日常生活中不可缺少的分离方法,越来越广泛地应用于化工、环保、食品、医药、电子、电力、冶金、轻纺、海水淡化,等领域。
2011-6-1,2011-6-1,7,2011-6-1,青岛理工大学,7,有,机,化,学,10,分离膜,高分子膜,液体膜,生物膜,带电膜,非带电膜,分离膜种类阳离子膜,阴离子膜过滤膜,反渗透膜,精密过滤膜超滤膜纳米滤膜,2011-6-1,8,2011-6-1,青岛理工大学,8,有,机,化,学,10,高分子膜材料目前,实用的有机高分子膜材料有:
纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。
从品种来说,已有成百种以上的膜被制备出来,其中约40多种已被用于工业和实验室中。
以日本为例,纤维素酯类膜占53,聚砜膜占33.3,聚酰胺膜占11.7,其他材料的膜占2,可见纤维素酯类材料在膜材料中占主要地位。
2011-6-1,9,2011-6-1,青岛理工大学,9,有,机,化,学,10,膜材料的分类1.按膜的材料分类,2011-6-1,10,2011-6-1,青岛理工大学,10,有,机,化,学,10,2.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根据分离膜断面的物理形态不同,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。
2011-6-1,11,2011-6-1,青岛理工大学,11,有,机,化,学,10,4.按功能分类日本著名高分子学者清水刚夫将膜按功能分为分离功能膜(包括气体分离膜、液体分离膜、离子交换膜、化学功能膜)、能量转化功能膜(包括浓差能量转化膜、光能转化膜、机械能转化膜、电能转化膜,导电膜)、生物功能膜(包括探感膜、生物反应器、医用膜)等。
OH,CH2OH,O,OH,2011-6-1,12,2011-6-1,青岛理工大学,12,机,化,学,10,有,1.纤维素酯类膜材料纤维素是由几千个椅式构型的葡萄糖基通过1,4-甙链连接起来的天然线性高分子化合物,其结构式为:
H,O,HOH,HHOH,H,H,OHHO,HOHHCH2OH,O,H,O,H,CH2OHOHHHOH,H,H,HOHHCH2OH,OHHHOOH,n_22,2011-6-1,13,2011-6-1,青岛理工大学,13,有,机,化,学,10,从结构上看,纤维素的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)2OC6H7O2(OCOCH3)2+H2OC6H7O2+3(CH3CO)2OC6H7O2(OCOCH3)3+2CH2COOH,2011-6-1,14,2011-6-1,青岛理工大学,14,有,机,化,学,10,醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。
醋酸纤维素性能稳定,但在高温和酸、碱存在下易发生水解。
为了改进其性能,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。
2011-6-1,15,2011-6-1,青岛理工大学,15,有,机,化,学,10,2.非纤维素酯类膜材料
(1)非纤维素酯类膜材料的基本特性分子链中含有亲水性的极性基团;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;化学稳定性好;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。
2011-6-1,16,2011-6-1,青岛理工大学,16,有,机,化,学,10,
(2)主要的非纤维素酯类膜材料,(i)聚砜类,O,SO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。
2011-6-1,17,2011-6-1,青岛理工大学,17,有,机,化,学,10,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113,最高使用温度达120,抗氧化性和抗氯性都十分优良。
因此已成为重要的膜材料之一。
这类树脂中,目前的代表品种有:
2011-6-1,18,2011-6-1,青岛理工大学,18,有,机,化,学,10,聚醚砜,聚苯醚砜,On,S,O,On,S,OO,O,O,2011-6-1,19,2011-6-1,青岛理工大学,19,有,机,化,学,10,(ii)聚酰胺类早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺,如尼龙4、尼龙66等制成的中空纤维膜。
这类产品对盐水的分离率在8090之间,但透水率很低,仅0.076ml/cm2h。
以后发展了芳香族聚酰胺,用它们制成的分离膜,pH适用范围为311,分离率可达99.5(对盐水),透水速率为0.6ml/cm2h。
长期使用稳定性好。
由于酰胺基团易与氯反应,故这种膜对水中的游离氯有较高要求。
2011-6-1,20,2011-6-1,青岛理工大学,20,有,机,化,学,10,DuPont公司生产的DPI型膜即为由此类膜材料制成的,它的合成路线如下式所示:
nH2N,C,O,NH,NH2+,nCl,C,O,C,Cl,NH,C,O,NHNH,C,C,n,DMAC,O,O,O,2011-6-1,21,2011-6-1,青岛理工大学,21,有,机,化,学,10,类似结构的芳香族聚酰胺膜材料还有:
O,NHNH,C,O,NH,n,NH,C,CO,NH,NH,C,O,NH,C,O,O,Cn,22,2011-6-12011-6-1,青岛理工大学,22,机,化,学,10,有,(iii)芳香杂环类聚苯并咪唑类如由美国Celanese公司研制的PBI膜即为此种类型。
这种膜材料可用以下路线合成:
NH2,H2N,NH2,H2N,+n,O,C,O,C,O,O,N,N,C,H,N,N,C,H,+,2n,OH,+,2nH2O,n,2011-6-1,23,2011-6-1,青岛理工大学,23,有,机,化,学,10,聚苯并咪唑酮类这类膜的代表是日本帝人公司生产的PBLL膜,其化学结构为:
N,CO,NH,SO2,HN,N,CO,n这种膜对0.5NaCl溶液的分离率达9095,并有较高的透水速率。
2011-6-1,24,2011-6-1,青岛理工大学,24,机,化,学,10,有,聚吡嗪酰胺类这类膜材料可用界面缩聚方法制得,反应式为:
nCl,C,O,CH,C,O,CH,Cl+nHN,NH,R,R,界面缩聚,C,O,CH,C,O,CH,N,N,R,R,+2nHCl,n,2011-6-1,25,2011-6-1,青岛理工大学,25,有,机,化,学,10,聚酰亚胺类聚酰亚胺具有很好的热稳定性和耐有机溶剂能力,因此是一类较好的膜材料。
例如,下列结构的聚酰亚胺膜对分离氢气有很高的效率。
N,C,OC,O,N,C,OC,O,Ar,n,2011-6-1,26,2011-6-1,青岛理工大学,26,有,机,化,学,10,其中,Ar为芳基,对气体分离的难易次序如下:
H2O,H(He),H2S,CO2,O2,Ar(CO),N2(CH4),C2H6,C3H8,易,难,聚酰亚胺溶解性差,制膜困难,因此开发了可溶性聚酰亚胺,其结构为:
N,CC,O,O,CH2CH,R,N,CC,O,O,CH2CH,n,2011-6-1,27,2011-6-1,青岛理工大学,27,有,机,化,学,10,(iv)离子性聚合物离子性聚合物可用于制备离子交换膜。
与离子交换树脂相同,离子交换膜也可分为强酸型阳离子膜、弱酸型阳离子膜、强碱型阴离子膜和弱碱型阴离子膜等。
在淡化海水的应用中,主要使用的是强酸型阳离子交换膜。
磺化聚苯醚膜和磺化聚砜膜是最常用的两种离子聚合物膜。
28,2011-6-12011-6-1,28,机,化,学,10,有,O,CH3,H3C,SO3H,+HClSO3,CH3,O,H3C,+HCl,n,n,CH3,CCH3,O,O,SO,O,+HClSO3,n,CH3,CCH3,O,SO青岛理工大学,O,n,OSO3H,2011-6-1,29,2011-6-1,青岛理工大学,29,有,机,化,学,10,(v)乙烯基聚合物用作膜材料的乙烯基聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯、聚丙烯酰胺等。
共聚物包括:
聚丙烯醇/苯乙烯磺酸、聚乙烯醇/磺化聚苯醚、聚丙烯腈/甲基丙烯酸酯、聚乙烯/乙烯醇等。
聚乙烯醇/丙烯腈接枝共聚物也可用作膜材料。
2011-6-1,30,2011-6-1,青岛理工大学,30,有,机,化,学,10,10.5.2,高分子分离膜各论,膜分离技术发展简史高分子膜的分离功能很早就已发现。
1748年,耐克特(A.Nelkt)发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内,开创了膜渗透的研究。
1861年,施密特(A.Schmidt)首先提出了超过滤的概念。
他提出,用比滤纸孔径更小的棉胶膜或赛璐酚膜过滤时,若在溶液侧施加压力,使膜的两侧产生压力差,即可分离溶液中的细菌、蛋白质、胶体等微小粒子,其精度比滤纸高得多。
这种过滤可称为超过滤。
按现代观点看,这种过滤应称为微孔过滤。
2011-6-1,31,2011-6-1,青岛理工大学,31,有,机,化,学,10,然而,真正意义上的分离膜出现在20世纪60年代。
1961年,米切利斯(A.S.Michealis)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,这种膜是真正的超过滤膜。
美国Amicon公司首先将这种膜商品化。
50年代初,为从海水或苦咸水中获取淡水,开始了反渗透膜的研究。
1967年,DuPont公司研制成功了以尼龙66为主要组分的中空纤维反渗透膜组件。
同一时期,丹麦DDS公司研制成功平板式反渗透膜组件。
反渗透膜开始工业化。
2011-6-1,32,2011-6-1,青岛理工大学,32,有,机,化,学,10,自上世纪60年代中期以来,膜分离技术真正实现了工业化。
首先出现的分离膜是超过滤膜(简称UF膜)、微孔过滤膜(简称MF膜)和反渗透膜(简称RO膜)。
以后又开发了许多其它类型的分离膜。
在此期间,除上述三大膜外,其他类型的膜也获得很大的发展。
80年代气体分离膜的研制成功,使功能膜的地位又得到了进步提高。
2011-6-1,33,2011-6-1,青岛理工大学,33,有,机,化,学,10,具有分离选择性的人造液膜是马丁(Martin)在60年代初研究反渗透时发现的,这种液膜是覆盖在固体膜之上的,为支撑液膜。
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,并于1968年获得纯粹液膜的第一项专利。
70年代初,卡斯勒(Cussler)又研制成功含流动载体的液膜,使液膜分离技术具有更高的选择性。
2011-6-1,34,2011-6-1,青岛理工大学,34,有,机,化,学,10,膜分离过程的主要特点:
以具有选择透过性的膜作为分离的手段,实现物质分子尺寸的分离和混合物组分的分离。
膜分离过程的推动力有浓度差、压力差和电位差等。
膜分离过程可概述为以下三种形式:
渗析式膜分离料液中的某些溶质或离子在浓度差、电位差的推动下,透过膜进入接受液中,从而被分离出去。
属于渗析式膜分离的有渗析和电渗析等;,2011-6-1,35,2011-6-1,青岛理工大学,35,有,机,化,学,10,过滤式膜分离利用组分分子的大小和性质差别所表现出透过膜的速率差别,达到组分的分离。
属于过滤式膜分离的有超滤、微滤、反渗透和气体渗透等;液膜分离液膜与料液和接受液互不混溶,液液两相通过液膜实现渗透,类似于萃取和反萃取的组合。
溶质从料液进入液膜相当于萃取,溶质再从液膜进入接受液相当于反萃取。
2011-6-1,36,2011-6-1,青岛理工大学,36,有,机,化,学,10,表4-2,几种主要分离膜的分离过程,2011-6-1,37,2011-6-1,青岛理工大学,37,有,机,化,学,10,典型的膜分离技术及应用领域,典型的膜分离技术有微孔过滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、纳滤(NF)、渗析(D)、电渗析(ED)、液膜(LM)及渗透蒸发(PV)等,下面分别介绍之。
1微孔过滤技术-MF,微孔过滤和微孔膜的特点微孔过滤技术始于十九世纪中叶,是以静压差为推动力,利用筛网状过滤介质膜的“筛分”作用进行分离的膜过程。
实施微孔过滤的膜称为微孔膜。
2011-6-1,38,2011-6-1,青岛理工大学,38,有,机,化,学,10,微孔膜是均匀的多孔薄膜,厚度在90150m左右,过滤粒径在0.02510m之间,操作压在0.010.2MPa。
到目前为止,国内外商品化的微孔膜约有13类,总计400多种。
微孔膜的主要优点为:
孔径均匀,过滤精度高。
能将液体中所有大于制定孔径的微粒全部截留;孔隙大,流速快。
一般微孔膜的孔密度为107孔/cm2,微孔体积占膜总体积的7080。
由于膜很薄,阻力小,其过滤速度较常规过滤介质快几十倍;,2011-6-1,39,2011-6-1,青岛理工大学,39,有,机,化,学,10,无吸附或少吸附。
微孔膜厚度一般在90150m之间,因而吸附量很少,可忽略不计。
无介质脱落。
微孔膜为均一的高分子材料,过滤时没有纤维或碎屑脱落,因此能得到高纯度的滤液。
微孔膜的缺点:
颗粒容量较小,易被堵塞;使用时必须有前道过滤的配合,否则无法正常工作。
2011-6-1,40,2011-6-1,青岛理工大学,40,有,机,化,学,10,微孔过滤技术应用领域
(1)微粒和细菌的过滤。
可用于水的高度净化、食品和饮料的除菌、药液的过滤、发酵工业的空气净化和除菌等。
(2)微粒和细菌的检测。
微孔膜可作为微粒和细菌的富集器,从而进行微粒和细菌含量的测定。
(3)气体、溶液和水的净化。
大气中悬浮的尘埃、纤维、花粉、细菌、病毒等;溶液和水中存在的微小固体颗粒和微生物,都可借助微孔膜去除。
(4)食糖与酒类的精制。
微孔膜对食糖溶液和啤、黄酒等酒类进行过滤,可除去食糖中的杂质、酒类中的酵母、霉菌和其他微生物,提高食糖的纯度和酒类产品的清澈度,延长存放期。
由于是常温操作,不会使酒类产品变味。
2011-6-1,41,2011-6-1,青岛理工大学,41,有,机,化,学,10,(5)药物的除菌和除微粒。
以前药物的灭菌主要采用热压法。
但是热压法灭菌时,细菌的尸体仍留在药品中。
而且对于热敏性药物,如胰岛素、血清蛋白等不能采用热压法灭菌。
对于这类情况,微孔膜有突出的优点,经过微孔膜过滤后,细菌被截留,无细菌尸体残留在药物中。
常温操作也不会引起药物的受热破坏和变性。
许多液态药物,如注射液、眼药水等,用常规的过滤技术难以达到要求,必须采用微滤技术。
2011-6-1,42,2011-6-1,青岛理工大学,42,有,机,化,学,10,2超滤技术超滤和超滤膜的特点超滤技术始于1861年,其过滤粒径介于微滤和反渗透之间,约510nm,在0.10.5MPa的静压差推动下截留各种可溶性大分子,如多糖、蛋白质、酶等相对分子质量大于500的大分子及胶体,形成浓缩液,达到溶液的净化、分离及浓缩目的。
超滤技术的核心部件是超滤膜,分离截留的原理为筛分,小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微孔,而大于孔径的微粒则被截留。
膜上微孔的尺寸和形状决定膜的分离效率。
2011-6-1,43,2011-6-1,青岛理工大学,43,有,机,化,学,10,超滤膜均为不对称膜,形式有平板式、卷式、管式和中空纤维状等。
超滤膜的结构一般由三层结构组成。
即最上层的表面活性层,致密而光滑,厚度为0.11.5m,其中细孔孔径一般小于10nm;中间的过渡层,具有大于10nm的细孔,厚度一般为110m;最下面的支撑层,厚度为50250m,具有50nm以上的孔。
支撑层的作用为起支撑作用,提高膜的机械强度。
膜的分离性能主要取决于表面活性层和过度层。
2011-6-1,44,2011-6-1,青岛理工大学,44,有,机,化,学,10,中空纤维状超滤膜的外径为0.52m。
特点是直径小,强度高,不需要支撑结构,管内外能承受较大的压力差。
此外,单位体积中空纤维状超滤膜的内表面积很大,能有效提高渗透通量。
制备超滤膜的材料主要有聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈和醋酸纤维素等。
超滤膜的工作条件取决于膜的材质,如醋酸纤维素超滤膜适用于pH=38,三醋酸纤维素超滤膜适用于pH=29,芳香聚酰胺超滤膜适用于pH=59,温度040,而聚醚砜超滤膜的使用温度则可超过100。
2011-6-1,45,2011-6-1,青岛理工大学,45,有,机,化,学,10,超滤膜技术应用领域超滤膜的应用也十分广泛,在作为反渗透预处理、饮用水制备、制药、色素提取、阳极电泳漆和阴极电泳漆的生产、电子工业高纯水的制备、工业废水的处理等众多领域都发挥着重要作用。
超滤技术主要用于含分子量500500,000的微粒溶液的分离,是目前应用最广的膜分离过程之一,它的应用领域涉及化工、食品、医药、生化等。
主要可归纳为以下方面。
46,2011-6-1,青岛理工大学,46,有,机,化,学,10,
(1)纯水的制备。
超滤技术广泛用于水中的细菌、病毒和其他异物的除去,用于制备高纯饮用水、电子工业超净水和医用无菌水等。
(2)汽车、家具等制品电泳涂装淋洗水的处理。
汽车、家具等制品的电泳涂装淋洗水中常含有12的涂料(高分子物质),用超滤装置可分离出清水重复用于清洗,同时又使涂料得到浓缩重新用于电泳涂装。
(3)食品工业中的废水处理。
在牛奶加工厂中用超滤技术可从乳清中分离蛋白和低分子量的乳糖。
(4)果汁、酒等饮料的消毒与澄清。
应用超滤技术可除去果汁的果胶和酒中的微生物等杂质,使果汁和酒在净化处理的同时保持原有的色、香、味,操作方便,成本较低。
(5)在医药和生化工业中用于处理热敏性物质,分离浓缩生物活性物质,从生物中提取药物等。
(6)造纸厂的废水处理。
2011-6-1,2011-6-1,47,2011-6-1,青岛理工大学,47,有,机,化,学,10,3反渗透技术1.反渗透原理及反渗透膜的特点渗透是自然界一种常见的现象。
人类很早以前就已经自觉或不自觉地使用渗透或反渗透分离物质。
目前,反渗透技术已经发展成为一种普遍使用的现代分离技术。
在海水和苦咸水的脱盐淡化、超纯水制备、废水处理等方面,反渗透技术有其他方法不可比拟的优势。
2011-6-1,48,2011-6-1,青岛理工大学,48,有,机,化,学,10,渗透和反渗透的原理如图44所示。
如果用一张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同浓度的水溶液隔开,水会自然地透过半透膜渗透从低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移,这一现象称渗透(图44a)。
这一过程的推动力是低浓度溶液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差,表现为水的渗透压。
随着水的渗透,高浓度水溶液一侧的液面升高,压力增大。
当液面升高至H时,渗透达到平衡,两侧的压力差就称为渗透压(图44b)。
渗透过程达到平衡后,水不再有渗透,渗透通量为零。
2011-6-1,49,2011-6-1,青岛理工大学,49,有,机,化,学,10,图44渗透与反渗透原理示意图,2011-6-1,50,2011-6-1,青岛理工大学,50,有,机,化,学,10,如果在高浓度水溶液一侧加压,使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压,则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧,这一过程就称为反渗透(图44c)。
反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于500,操作压力为2100MPa。
用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜。
反渗透膜大部分为不对称膜,孔径小于0.5nm,可截留溶质分子。
2011-6-1,51,2011-6-1,青岛理工大学,51,有,机,化,学,10,制备反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。
反渗透膜的分离机理至今尚有许多争论,主要有氢键理论、选择吸附毛细管流动理论、溶解扩散理论等。
2011-6-1,52,2011-6-1,青岛理工大学,52,有,机,化,学,10,2.反渗透与超滤、微孔过滤的比较反渗透、超滤和微孔过滤都是以压力差为推动力使溶剂通过膜的分离过程,它们组成了分离溶液中的离子、分子到固体微粒的三级膜分离过程。
一般来说,分离溶液中分子量低于500的低分子物质,应该采用反渗透膜;分离溶液中分子量大于500的大分子或极细的胶体粒子可以选择超滤膜,而分离溶液中的直径0.110m的粒子应该选微孔膜。
以上关于反渗透膜、超滤膜和微孔膜之间的分界并不是十分严格、明确的,它们之间可能存在一定的相互重叠。
2011-6-1,53,2011-6-1,青岛理工大学,53,有,机,化,学,10,微孔过滤、超滤和反渗透技术的原理和操作特点比较如表43所示。
表43,反渗透、超滤和微孔过滤技术的原理和操作特点比较,2011-6-1,54,2011-6-1,青岛理工大学,54,有,机,化,学,10,3.反渗透膜技术应用领域
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