膜分離類型及性能

藥物分離與純化技術(shù)課程

項目5膜分離技術(shù)

5.1膜分離理論基礎(chǔ)

———膜分離類型及性能大綱

1.膜分離技術(shù)2.膜分離類型3.膜的分類4.膜的性能膜分離類型及性能一、膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)——在推動力（濃度差、壓力差、電位差等）作用下，利用膜的選擇透過特性，使混合物中各組分被分離提純的操作技術(shù)。膜分離類型及性能膜：無生命的、天然的或人工合成的、具有選擇透過性。膜分離類型及性能二、膜分離類型1、過濾式膜分離將混合物置于膜的一側(cè)，在壓力差等推動力作用下，懸浮粒子或組分的分子選擇性透過。如微濾、超濾、反滲透。2、滲析式膜分離混合液置于膜的一側(cè)，膜的另一側(cè)置于接受液，在濃度差等推動力作用下，某些分子透過膜而進入接受液中被分離。如滲透、透析。膜分離類型及性能膜過程推動力傳遞機理透過物截留物膜類型微濾壓力差顆粒大小形狀水、溶劑溶解物懸浮物顆粒纖維多孔膜超濾壓力差分子特性大小形狀水、溶劑小分子膠體和超過截留分子量的分子非對稱性膜納濾壓力差離子大小及電荷水、一價離子、多價離子有機物復(fù)合膜反滲透壓力差溶劑的擴散傳遞水、溶劑溶質(zhì)、鹽非對稱性膜復(fù)合膜幾種主要分離膜的分離過程膜分離類型及性能膜過程推動力傳遞機理透過物截留物膜類型滲析濃度差溶質(zhì)的擴散傳遞低分子量物、離子溶劑非對稱性膜電滲析電位差電解質(zhì)離子的選擇傳遞電解質(zhì)離子非電解質(zhì)，大分子物質(zhì)離子交換膜氣體分離壓力差氣體和蒸汽的擴散滲透氣體或蒸汽難滲透性氣體或蒸汽均相膜、復(fù)合膜，非對稱膜滲透蒸發(fā)壓力差選擇傳遞易滲溶質(zhì)或溶劑難滲透性溶質(zhì)或溶劑均相膜、復(fù)合膜，非對稱膜液膜分離濃度差反應(yīng)促進和擴散傳遞雜質(zhì)溶劑乳狀液膜、支撐液膜續(xù)上表膜分離類型及性能3、膜分離過程特點①以具有選擇透過性的膜分隔兩相界面②依靠不同組分透過膜的速率差來實現(xiàn)分離③屬于速率控制的傳質(zhì)過程：

無相變、耗能低，無外加物質(zhì)、不產(chǎn)生二次污染、條件溫和、設(shè)備簡單、分離效果好膜分離類型及性能三、膜的分類膜——指分隔兩相界面，并以特定的形式限制和傳遞各種物質(zhì)的分離介質(zhì)。膜分離類型及性能按所使用的膜的類型，分為液膜分離和合成膜分離：①液膜分離過程分為：

乳化液膜分離過程。乳化液膜分離技術(shù)有萃取和滲透的優(yōu)點，將萃取和反萃取兩個步驟結(jié)合在一起。

固定液膜(支撐液膜）分離過程。如中空纖維支撐液膜，即具有支撐液膜和分離功能的中空纖維膜。膜分離類型及性能②合成膜的分離過程包括：

微過濾、超過濾、反滲透、氣體滲透分離、滲透蒸發(fā)、滲析及電滲析等過程。膜分離類型及性能2、分離膜應(yīng)具備的基本條件較好的選擇透過性；良好的分離性能；理化性能穩(wěn)定；經(jīng)濟實用。膜分離類型及性能四、膜的性能1、膜孔道特征參數(shù)最大孔徑、平均孔徑孔徑分布：膜中一定大小的孔占整個孔的體積百分數(shù)。數(shù)值越大說明孔徑分布較窄，膜的分離選擇性越好。孔隙度：整個膜孔所占的體積百分數(shù)?？紫抖仍酱螅鲃幼枇υ叫?，但膜的機械強度會降低。膜分離類型及性能2、截留率和截留分子量①截留率——指對于一定相對分子量的物質(zhì)膜能截留的程度用R表示,并定義為:

當(dāng)透過液中欲截留物質(zhì)的濃度為0時，為截留率1，表示溶質(zhì)全部被膜截留；

當(dāng)截留液中欲截留物質(zhì)的濃度與透過液中欲截留物質(zhì)的濃度相等時，截留率為0，表示溶質(zhì)能自由通過。

式中CP和Cb分別表示在某一瞬間，透過液和截留液的濃度。R在0和1之間，當(dāng)R=1，則CP=0，表示溶質(zhì)全部被截留；當(dāng)R=0時，CP=CB表示溶質(zhì)能自由透過膜。膜分離類型及性能②截留分子量——膜所能截留溶質(zhì)的分子量大小。定義為相當(dāng)于一定截留率（通常為90%或95%）時的溶質(zhì)的分子量。截留曲線：截留率與截留分子量之間的關(guān)系截留曲線越陡直→則截留分子量范圍越窄→膜的分離性能越好截留曲線膜分離類型及性能3、滲透通量滲透通量（膜處理能力）：指在一定壓力下，單位時間內(nèi)透過單位膜