高分子分离膜化工详解.pptVIP

高分子分离膜化工详解演示文稿 当前第1页\共有30页\编于星期三\16点 优选高分子分离膜化工 当前第2页\共有30页\编于星期三\16点 高 分 子 分 离 膜 的 简 述 一、高分子分离膜，是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分 离流体混合物功能的薄膜。 二、膜分离过程就是用分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。 三、 单位时间内流体通过膜的量（透过速度）、不同物质透过系数之比（分离系数）或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。 当前第3页\共有30页\编于星期三\16点 高分子分离膜结构 当前第4页\共有30页\编于星期三\16点 随着科学技术的迅猛发展和人类对物质利用广 度的开拓，物质的分离已成为重要的研究课题。分 离的类型包括同种物质按不同大小尺寸的分离；异 种物质的分离；不同物质状态的分离等。 在化工单元操作中，常见的分离方法有筛分、 过滤、蒸馏、蒸发、重结晶、萃取、离心分离等。 然而，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。 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。 高分子分离膜的前景 当前第5页\共有30页\编于星期三\16点 膜过程 推动力 传递机理 透过物 截留物 膜类型 渗析 浓度差 溶质的扩散传递 低分子量物、离子 溶剂 非对称性膜 电渗析 电位差 电解质离子的 选择传递 电解质离子 非电解质， 大分子物质 离子交换膜 气体分离 压力差 气体和蒸汽的 扩散渗透 气体或蒸汽 难渗透性气 体或蒸汽 均相膜、复合 膜，非对称膜 渗透蒸发 压力差 选择传递 易渗溶质或溶剂 难渗透性溶 质或溶剂 均相膜、复合 膜，非对称膜 液膜分离 浓度差 反应促进和 扩散传递 杂质 溶剂 乳状液膜、支 撑液膜 高分子分离膜的过程 当前第6页\共有30页\编于星期三\16点 膜分离过 程可概述为以下三种形式 液膜分离 渗析式膜分离 过滤式膜分离 膜分离过程三种形式 当前第7页\共有30页\编于星期三\16点 高分子分离膜的分类 一、高分子分离膜可按结构分为: ①致密膜，膜中无微孔，物质仅从高分子链段之间的自由空间通过； ②多孔质膜，一般膜中含有孔径为0.02～20μm的微孔，可用于截留胶体粒子、细菌、高分子量物质粒子等； ③不对称膜，由同一种高分子材料制成，膜的表面层与膜的内部结构不相同，表面层为0.1～0.25μm薄的活性层，内部为较厚的多孔层; ④含浸型膜，在高分子多孔质膜上含浸有载体而形成的促进输送膜和含有官能基团的膜，如离子交换膜； ⑤增强膜，以纤维织物或其他方式增强的膜。 二、按膜的分离特性和应用角度分为： 反渗透膜（或称逆渗透膜）、超过滤膜、微孔过滤膜、气体分离膜、离子交 换膜、有机液体透过蒸发膜、动力形成膜、镶嵌带电膜、液体膜、透析膜、生物医学用膜等多种类别。 当前第8页\共有30页\编于星期三\16点 高分子分离膜的制备 1. 分离膜制备工艺类型 膜的制备工艺对分离膜的性能十分重要。同样 的材料，由于不同的制作工艺和控制条件，其性能 差别很大。合理的、先进的制膜工艺是制造优良性 能分离膜的重要保证。 目前，国内外的制膜方法很多，其中最实用的 是相转化法（流涎法和纺丝法）和复合膜化法。 当前第9页\共有30页\编于星期三\16点 高分子分离膜的制备 多孔支持膜 涂覆 交联 加热 形成超薄膜 亲水性高分子溶液的涂覆 复合膜 形成超薄膜的溶液 交联剂 L—S法制分离膜工艺流程框图备 当前第10页\共有30页\编于星期三\16点 高分子分离膜的制备 聚合物 溶剂 添加剂 均质制膜液 流涎法制成平板型、圆管型；纺丝法制成中空纤维 蒸出部分溶剂 凝固液浸渍 水洗 后处理 非对称膜 L—S法制备分离膜工艺流程框图 当前第11页\共有30页\编于星期三\16点 典型的膜分离技术及应用领域 典型的膜分离技术有微孔过滤(MF)、超滤(UF)、