蛋白质样品的初级分离.ppt

2. 气体分离膜的应用领域 气体分离膜是当前各国均极为重视开发的产品， 已有不少产品用于工业化生产。如美国Du Pont公司 用聚酯类中空纤维制成的H2气体分离膜，对组成为 70％H2，30％CH4，C2H6，C3H8的混合气体进行分 离，可获得含90％H2的分离效果。 此外，富氧膜、分离N2，CO2，SO2，H2S等气 体的膜，都已有工业化的应用。例如从天然气中分 离氮、从合成氨尾气中回收氢、从空气中分离N2或 CO2，从烟道气中分离SO2、从煤气中分离H2S或 CO2等等，均可采用气体分离膜来实现。 具体示例 ：水果保鲜系统 一般说来，水果在收获后，仍会继续呼吸作用，果品将逐渐劣化以至腐烂，为抑制果品的呼吸，可适当降低其保藏容器中的氧气浓度，增加二氧化碳浓度。目前广泛采用由硅氧烷膜使氧气与二氧化碳等进行交换分离的方法。 外界气氛% O2 21 CO2 0 N2 79 仓库气氛% O2 CO2 92 N2 硅氧烷膜 4.8 液膜 1. 液膜的概念和特点 液膜分离技术是1965年由美国埃克森（Exssen） 研究和工程公司的黎念之博士提出的一种新型膜分 离技术。直到80年代中期，奥地利的J. Draxler等科 学家采用液膜法从粘胶废液中回收锌获得成功，液 膜分离技术才进入了实用阶段。 纳滤恰好填补了超滤与反渗透之间的空白,它能截留透过超滤膜的那部分小分子量的有机物,透析被反渗透膜所截留的无机盐。而且，纳滤膜对不同价态离子的截留效果不同,对单价离子的截留率低(10%-80%),对二价及多价离子的截留率明显高于单价离子(90%)以上。 目前关于纳滤膜的研究多集中在应用方面，而有 关纳滤膜的制备、性能表征、传质机理等的研究还 不够系统、全面。进一步改进纳滤膜的制作工艺， 研究膜材料改性，将可极大提高纳滤膜的分离效果 与清洗周期。 2. 纳滤膜及其技术的应用领域 纳滤技术最早也是应用于海水及苦咸水的淡化 方面。由于该技术对低价离子与高价离子的分离特 性良好，因此在硬度高和有机物含量高、浊度低的 原水处理及高纯水制备中颇受瞩目；在食品行业 中，纳滤膜可用于果汁生产，大大节省能源；在医 药行业可用于氨基酸生产、抗生素回收等方面；在 石化生产的催化剂分离回收等方面更有着不可比拟 的作用。 MF 蛋白质 细菌 MW 350 1000~30000 0.0025~10um 1um RO UF F NF正好介于UF和RO之间，截留分子量大概在300 - 1000。 4.5 离子交换膜 1.离子交换膜的分类 （1）按可交换离子性质分类 与离子交换树脂类似，离子交换膜按其可交换 离子的性能可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜和 双极离子交换膜。这三种膜的可交换离子分别对应 为阳离子、阴离子和阴阳离子。 （2）按膜的结构和功能分类 按膜的结构与功能可将离子交换膜分为普通离 子交换膜、双极离子交换膜和镶嵌膜三种。 普通离子交换膜一般是均相膜，利用其对一价 离子的选择性渗透进行海水浓缩脱盐；双极离子交 换膜由阳离子交换层和阴离子交换层复合组成，主 要用于酸或碱的制备；镶嵌膜由排列整齐的阴、阳 离子微区组成，主要用于高压渗析进行盐的浓缩、 有机物质的分离等。 2. 离子交换膜的工作原理 电渗析 在盐的水溶液（如氯化钠溶液）中置入阴、阳 两个电极，并施加电场，则溶液中的阳离子将移向 阴极，阴离子则移向阳极，这一过程称为电泳。如 果在阴、阳两电极之间插入一张离子交换膜（阳离 子交换膜或阴离子交换膜），则阳离子或阴离子会 选择性地通过膜，这一过程就称为电渗析。 电渗析的核心是离子交换膜。在直流电场的作 用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择 透过性，把电解质从溶液中分离出来，实现溶液的 淡化、浓缩及钝化；也可通过电渗析实现盐的电 解，制备氯气和氢氧化钠等。 正极 阴离子交换膜 负极 + 固定离子 Cl- Na+ - + + + + + + 阳极 － － － － － － 阴极 Cl- Na＋ 阳膜 阳极室 Cl- Cl- Cl- Na＋ Na＋ Cl- Na＋ Na＋ Cl- Cl- Na＋ Na＋ 浓缩室 淡化室 浓缩室 阴极室 阴膜 阳膜 阴膜 电渗析过程原理图 3. 电渗析技术应用领域 自电渗析技术问世后，其在苦咸水淡化，饮用 水及工业用水制备方面展示了巨大的优势。