膜析法~擴散滲析和電滲析法

1、主講人：冷文鵬主講人：冷文鵬PPTPPT制作：冷文制作：冷文鵬、鵬、蔣宗宏蔣宗宏資料收集：焦鴻翔、劉舒怡資料收集：焦鴻翔、劉舒怡2目標(biāo)定位目標(biāo)定位PART01擴散滲析法簡介生活的發(fā)現(xiàn)學(xué)術(shù)的發(fā)現(xiàn)擴散滲析法簡介滲析法滲析法，是指利用油或其他液體從潤滑脂中析出的現(xiàn)象分離物質(zhì)的一種方法。在工業(yè)以及科研當(dāng)中是一種常用的提取方法。擴散滲析法定義擴散滲析的原理1. 1.離子交換膜兩側(cè)溶離子交換膜兩側(cè)溶液的濃度差液的濃度差細胞的質(zhì)壁分細胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象與復(fù)原離現(xiàn)象與復(fù)原細胞中氧氣和細胞中氧氣和二氧化碳的自二氧化碳的自由擴散現(xiàn)象由擴散現(xiàn)象2.2.離子交換膜的選離子交換膜的選擇透過性擇透過性陽離子交換膜陽離子交換

2、膜陰離子交換膜陰離子交換膜陽離子交換膜陽離子交換膜 利用陽離子交換樹脂做成的薄膜可以透過陽離子，叫利用陽離子交換樹脂做成的薄膜可以透過陽離子，叫陽離子交換膜陽離子交換膜 陽離子交換膜擴散滲析主要用來回收堿鹽棍合物中的堿陰離子交換膜陰離子交換膜 利用陰離子交換樹脂做成的薄膜可以透過陰離子，叫利用陰離子交換樹脂做成的薄膜可以透過陰離子，叫陰離子交換膜陰離子交換膜 陰離子交換膜擴散滲析主要用來回收酸鹽混合物中的酸兩種離子交換膜陽離子交換膜的應(yīng)用陰離子交換膜的應(yīng)用擴散滲析組件第一種是實驗室研究所用的靜態(tài)擴散滲析池第二種是板框式擴散滲析組件第三種是螺旋卷式擴散滲析組件實驗室研究所用的靜態(tài)擴散滲析池結(jié)構(gòu)結(jié)

3、構(gòu) 通常由有機玻璃制備，分為兩個隔室通常由有機玻璃制備，分為兩個隔室( (一個滲析室，一個擴散室一個滲析室，一個擴散室) )，兩個隔，兩個隔室之間用離子交換膜隔開室之間用離子交換膜隔開方向方向 該裝置主要是用于實驗室研究該裝置主要是用于實驗室研究用途用途 可以簡單快速測試離子交換膜的滲析系數(shù)可以簡單快速測試離子交換膜的滲析系數(shù)和分離因子，便于對擴散滲析過程進行理和分離因子，便于對擴散滲析過程進行理論研究論研究板框式擴散滲析組件螺旋卷式擴散滲析組件將一張離子交換膜夾在兩個表面有小孔的半圓形中心管之間，在膜的兩面分別襯上流道隔網(wǎng)，之后將膜與隔網(wǎng)圍繞中心管卷形成具有兩個流道的圓柱形膜組件主體，最后將

4、該主體密封在圓柱形的PVC外殼內(nèi)結(jié)構(gòu)特點為了克服板框式擴散滲析組件體積龐大、不方便運輸、傳質(zhì)不充分等缺點而應(yīng)運而生的。目的PART02電滲析法的定義利用半透膜的利用半透膜的選擇透過性來選擇透過性來分離不同的溶分離不同的溶質(zhì)粒子的方法質(zhì)粒子的方法稱為稱為滲析滲析在電場作用下進在電場作用下進行滲析時，溶液行滲析時，溶液中的帶電的溶質(zhì)中的帶電的溶質(zhì)粒子通過膜而遷粒子通過膜而遷移的現(xiàn)象稱為移的現(xiàn)象稱為電電滲析。滲析。利用電滲析利用電滲析進行提純和進行提純和分離物質(zhì)的分離物質(zhì)的技術(shù)稱為技術(shù)稱為電電滲析法滲析法用于酸堿回收、用于酸堿回收、電鍍廢液處理電鍍廢液處理以及從工業(yè)廢以及從工業(yè)廢水中回收有用水中回收

5、有用物質(zhì)物質(zhì)電滲析法的過程電滲析法的離子電遷移和電極反應(yīng)離離子子電電遷遷移移溶液離溶液離子作定子作定向移動向移動陽離子陽離子向陰極向陰極遷移遷移陽離子陽離子向陽極向陽極遷移遷移在直流在直流電場的電場的作用下作用下陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。陰極發(fā)生還原反應(yīng)。根據(jù)不同的離子寫根據(jù)不同的離子寫出不同的離子反應(yīng)出不同的離子反應(yīng)式式01020304交換交換膜膜不可能不可能有有100100% %的選擇性的選擇性，所所以以有少量與離子交換膜解離離子電有少量與離子交換膜解離離子電荷相反離子透過膜荷相反離子透過膜，陽通過陰，陰，陽通過陰，陰通過陽通過陽膜兩側(cè)溶液濃度不同，在濃度差作膜

6、兩側(cè)溶液濃度不同，在濃度差作用下，電解質(zhì)由濃室向淡室擴散用下，電解質(zhì)由濃室向淡室擴散水的滲透壓作用，水的滲透壓作用，水水由由淡水室向濃淡水室向濃水室水滲透水室水滲透水合離子，水合離子，其遷移過程必然攜帶一其遷移過程必然攜帶一定水量的水分子遷移定水量的水分子遷移電流密度與液電流密度與液體流速不匹配，電解質(zhì)離子未能及體流速不匹配，電解質(zhì)離子未能及時補充到膜的表面，而造成膜的淡時補充到膜的表面，而造成膜的淡水側(cè)發(fā)生水的電離水側(cè)發(fā)生水的電離反離子的遷移水的滲透電解質(zhì)濃度差擴散水的電滲透04電滲析法的次要過程電滲析的運用 p 電滲析法電滲析法最先用于海水淡化制取飲用水和工業(yè)用水，海水濃縮最先用于海水淡化

7、制取飲用水和工業(yè)用水，海水濃縮制取食鹽，以及與其它單元技術(shù)組合制取高純水，后來在廢水制取食鹽，以及與其它單元技術(shù)組合制取高純水，后來在廢水處理方面也得到較廣泛應(yīng)用。處理方面也得到較廣泛應(yīng)用。p 如如在廢水處理中，根據(jù)工藝特點電滲析操作有兩種類型：一種在廢水處理中，根據(jù)工藝特點電滲析操作有兩種類型：一種是由陽膜和陰膜交替排列而成的普通電滲析工藝，主要用來從是由陽膜和陰膜交替排列而成的普通電滲析工藝，主要用來從廢水中單純分離污染物離子，或者把廢水中的污染物離子和非廢水中單純分離污染物離子，或者把廢水中的污染物離子和非電解質(zhì)污染物分離開來，再用其它方法處理；電解質(zhì)污染物分離開來，再用其它方法處理； p 另另一種是由復(fù)合膜與陽膜構(gòu)成的特殊電滲析分窩工藝，利用復(fù)一種是由復(fù)合膜與陽膜構(gòu)成的特殊電滲析分窩工藝，利用復(fù)合膜中的極化反應(yīng)和極室中的電極反應(yīng)以產(chǎn)生合膜中的極化反應(yīng)和極室中的電極反應(yīng)以產(chǎn)生H+H+離子和離子和OH-OH-離子，離子，從廢水中制取酸和堿從廢水中制取酸和堿。電滲析法的運用處理堿法造紙廢液，從濃液中回收堿，從淡液中回收木質(zhì)素從芒硝廢液中制取硫酸和氫氧化鈉從含金屬離子的廢水中分離和濃縮盈金屬離子從放射性廢水中分離放射性元素從酸洗廢液中制