功能高分子材料高分子功能膜.pptxVIP

功能高分子材料高分子功能膜第1页/共102页 2023/6/82第2页/共102页 2023/6/83膜分离-半透膜指一类可以让小分子物质透过而大分子物质不能通过的薄膜的总称 例如：细胞膜、膀胱膜、肠衣等 第3页/共102页 2023/6/84终端过滤第4页/共102页 2023/6/85错流过滤（Cross Filtration）第5页/共102页 2023/6/86第6页/共102页 2023/6/87在啤酒工业中应用第7页/共102页 2023/6/88常见的分离方法筛分过滤萃取离心蒸馏重结晶柱层析膜分离色谱分离离子交换对于高层次的分离，如分子尺寸的分离、生物体组分的分离等，采用常规的分离方法是难以实现的，或达不到精度，或需要损耗极大的能源而无实用价值。第8页/共102页 2023/6/89膜分离的特点 具有选择分离功能的高分子材料的出现，使上述的分离问题迎刃而解。膜分离过程的主要特点是：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：压力差、浓度差、和电位差等第9页/共102页 2023/6/810例如：果汁、酒的消毒与澄清澄清果蔬汁加工工艺超滤第10页/共102页 2023/6/811茶饮料的制备第11页/共102页 2023/6/812第12页/共102页 2023/6/813二、膜分离过程1）过滤分离 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（Ultrafiltration,UF，孔径0.1~1um）、微滤(Microfiltration,MF,孔径1~100nm)、纳滤(Nanofiltration,NF，孔径0.5 ~5nm)等；第13页/共102页 2023/6/814第14页/共102页 2023/6/815反渗透（Reverse osmosis）在膜的两边造成一个压力差，并使其大于渗透压，就会发生溶剂倒流，使浓度较高的溶液进一步浓缩选择吸附，溶解-扩散机理第15页/共102页 2023/6/816第16页/共102页 2023/6/817（0.2 nm）Na+0.37nm第17页/共102页 2023/6/818过滤式膜分离第18页/共102页 2023/6/8192）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。 电渗析（electrodialysis） 在电场中交替装配的阴离子和阳离子交换膜，在电场中形成一个个隔室使溶液中的离子有选择地分离或富集第19页/共102页 2023/6/820电渗析过程第20页/共102页 2023/6/821++++++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注意：离子交换膜的作用并不是起离子交换的作用，而是起离子选择透过性作用。第21页/共102页 2023/6/822海水的淡化第22页/共102页 2023/6/823 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。 3）液膜分离第23页/共102页 2023/6/8244）气体透过利用微孔或无孔膜进行气体分离，主要是溶解-扩散过程例如：氢气球第24页/共102页 2023/6/825第25页/共102页 2023/6/826成本低能耗少效率高 无污染可回收利用有用物质三、膜分离技术的优点特别适用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第26页/共102页 2023/6/827四、膜分离技术的应用 化工、环保、食品、医药、电子、电力、冶金、轻纺、海水淡化等领域广泛使用第27页/共102页 2023/6/828海水 过滤 沉降 钠离子交换柱去除高价阳离子 逆渗透 浓水淡水第28页/共102页 2023/6/829海水 过滤 沉降 纳滤 逆渗透 浓水 闪蒸建议的新的工艺路线淡水淡水盐第29页/共102页 2023/6/830反渗透纯水设备第30页/共102页 2023/6/8311748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