膜分离技术的介绍及应用讲解.pdf

题目： 膜分离技术读书报告 日期 2015年11月20 日 目 录 一、膜的种类特点及分离原理1 二、 必威体育精装版膜分离技术进展3 1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用3 1.1 静电纺丝技术的历史发展3 1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜3 1.2.1 在超滤方面4 1.2.2 在纳滤方面4 1.2.3 在渗透方面5 1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜5 2. 多孔陶瓷膜应用技术6 2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术7 2.1.1 溶胶—凝胶技术7 2.1.2 修饰技术7 一、膜的种类特点及分离原理 膜分离技术 （membrane separation technology, MST）是天然或人工合成的高 分子薄膜以压力差、浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力，对双组 分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。常用的膜分离方 法主要有微滤 （micro-filtration, MF ）、超滤 （ultra-filtration ，UF ）、纳滤 （nano-filtration，NF）、反渗透（reverse-osmosis, RO）和电渗析（eletro-dialysis, ED ） 等。MST 具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点、可代替传统的如 精馏、蒸发、萃取、结晶等分离，可以说是对传统分离方法的一次革命，被公认 为20 世纪末至21 世纪中期最有发展前景的高新技术之一，也是当代国际上公认 的最具效益技术之一。 分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性，按照分离过程中的推动力和所用 膜的孔径不同，可分为20 世纪30 年代的MF、20 世纪40 年代的渗析（Dialysis, D）、20 世纪50 年代的ED、20 世纪60 年代的RO、20 世纪70 年代的UF、20 世 纪 80 年 代 的 气 体 分 离 （gas-separation, GS）、20 世纪90 年代的PV 和乳化液膜（emulsion liquid membrane, ELM）等。 制备膜元件的材料通常是有 机高分子材料或陶瓷材料，膜材 料中的孔隙结构为物质透过分离膜而发生选择性分离提供了前提，膜孔径决定了 混合体系中相应粒径大小的物质能否透过分离膜。图 1 是 MF、UF、NF、RO 的 工作示意图。MF 的推动力是膜两端的压力差，主要用来去除物料中的大分子颗 粒、细菌和悬浮物等；UF 的推动力也是膜两端的压力差，主要用来处理不同相 对分子质量或者不同形状的大分子物质，应用较多的领域有蛋白质或多肽溶液浓 缩、抗生素发酵液脱色、酶制剂纯化、病毒或多聚糖的浓缩或分离等；NF 自身 一般会带有一定的电荷，它对二价离子特别是二价阴离子的截留率可达９９％， 在水净化方面应用较多，同时可以透析被 RO 膜截留的无机盐；RO 是一种非对 称膜，利用对溶液施加一定的压力来克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反向从溶液 1 中渗透分离出来，通常用于去除小分子溶质、悬浮物及胶体物质，常用作海水淡 化、水的软化、选择性分离溶质及醇、糖等的浓缩制备等。 表1 几种主要的膜分离过程 膜过程 主要膜材料