学习“液膜分离技术”有感 页码，1/5 学习“液膜分离技术”有感 应化0104班安哲指导教师张常群 第一部分基础知识 液膜分离技术是一种新型人发离技术，快速、高效且节能，它是六十年代中期发展起来的。液 膜分离技术和溶剂萃取过程相似，也是由萃取和反萃取两过程的构成的，但是在液膜分离过程中， 萃取与反萃取是同时进行一步完成的。众所周知，生物膜的分离和浓缩功能是十分惊人的，液膜分 离技术的传质机理则与生物膜有相似之处。由于促进传输作用，使分离技术的传递速率明显提高 甚至可以使溶液从低浓度向高浓度扩散。液膜分离技术往往使分离过程所需 级数 显减少， 而且大 大节省萃取试剂的消耗量。目前，在广泛深入研究的基础上，液膜分离技术在显法治金、石油化 工、环境保护、气体分离、生物医学等领域中显示出了广阁的前景。 液膜分离技术按其构型和操作方式的不同，主要可以分为乳状液膜(Liquid Surfactnt membranes)和支掉液膜(Supported Liquid membranes) 1.乳状液形 乳状液膜实际上可以看成一种“水-油-水”型(WO/W)或“油-水-油”型(O/WO)的双重乳 状液高分散体系，可以看出，这类液膜体系，包括三个部分，膜相，内包相和连续相，通常内包相 和连续相是互溶的，膜相则以膜溶剂为基本成分。正是因为将这两个互不相溶的液相通过高速搅拌 或超声波处理制成乳状液，然后将其分散到第三种液相（连续相）中，就形成了乳状液膜体系，在 膜相中加入表面活性剂和添加剂 使乳状液维持 一定的稳定性和选择性，它提供 很大的传质 表面积。在传质过程 待分离物质由连续（外相）给膜相向内包相传递 结束后，乳状液通常 采用静电凝聚等方法破孔，膜相可以反复使用，内包相经进一步处理后回收浓缩的溶质。 2.支撞液膜 支撑液膜是将膜相溶液牢固地吸附在多孔撑体的微孔之中，在膜的两侧是与膜相互不相溶的料 液相和反萃相。待分离的溶质自料液相经多孔支掉体中的膜相向反萃相传递，这种操作方式比乳浴 液膜简单，过程易于工程放大，但支撑体膜材料的选择往往对过程影响很大。这样， 一股需要定期 向支撑体微孔中补充液膜溶液，采用的方法通常是在反萃相一侧隔一定时间加入膜相溶液，以达到 补充的日的。 液膜的分离机理 归纳为下述几种类型 (A)选择性渗透(B)滴内化学反应(C)膜相化学反应(D)萃取和吸附 1.选择性渗透 依据不同的物质在膜相的溶解度和逸速速率不同进行分离，混合物中溶质B和逸透速率小，故 物质A将更多地渗透至膜外而得以分离，而溶质B则停留在膜内相，此过程是依据溶质在膜相及料液 相的溶解度的比值的差别来完成的。十分明显，当膜两侧被迁移物质的浓度相等时，输送便自行 停止这类过程不可能产生浓缩效应，液膜从有机物中分离己烷，即利用这一原理。 2.滴内反减 分离溶液C渗透至膜相，在融相内侧与内包相试剂(R)发生化学反应生成不溶于膜相的物质 《P),从而达到分离C组分的目的， 如废液脱酚，除氨等工艺属这类机理，使用的反应可以保正液 膜两侧有最大的浓度梯度，以促进输送，通常称这类机理为【型促进迁移。 3.膜相反应 料液中的D组分和膜相载体成剂R反应，发生可逆正向反应生成中间产物P1,P,扩散到膜相另 侧与仙包相试剂R,反应不溶于液膜的P),并使R,重新还原释放。R,在传递过程中呈载体作用。提高 了传质效率，这种机理叫做Ⅱ型促进迁移】 file://E:\TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg03.htm 2008-4-22 学习“液膜分离技术”有感 应化0104班 安哲 指导教师 张常群 第一部分 基础知识 液膜分离技术是一种新型人发离技术，快速、高效且节能，它是六十年代中期发展起来的。液 膜分离技术和溶剂萃取过程相似，也是由萃取和反萃取两过程的构成的，但是在液膜分离过程中， 萃取与反萃取是同时进行一步完成的。众所周知，生物膜的分离和浓缩功能是十分惊人的，液膜分 离技术的传质机理则与生物膜有相似之处。由于促进传输作用，使分离技术的传递速率明显提高， 甚至可以使溶液从低浓度向高浓度扩散。液膜分离技术往往使分离过程所需级数明显减少，而且大 大节省萃取试剂的消耗量。目前，在广泛深入研究的基础上，液膜分离技术在显法冶金、石油化 工、环境保护、气体分离、生物医学等领域中显示出了广阔的前景。 液 膜 分 离 技 术 按 其 构 型 和 操 作 方 式 的 不 同，主 要 可 以 分 为 乳 状 液 膜（Liquid Surfactnt membranes）和支撑液膜（Supported Liquid membranes）。 1．乳状液膜 乳状液膜实际上可以看成一种“水-油-水”型（W/O/W）或“油-水-油”型（O/W/O）的双重乳 状液高分散体系，可以看出，这类液膜体系，包括三个部分，膜相，内包相和连续相，通常内包相 和连续相是互溶的，膜相则以膜溶剂为基本成分。正是因为将这两个互不相溶的液相通过高速搅拌 或超声波处理制成乳状液，然后将其分散到第三种液相（连续相）中，就形成了乳状液膜体系，在 膜相中加入表面活性剂和添加剂，使乳状液维持了一定的稳定性和选择性，它提供了很大的传质比 表面积。在传质过程——待分离物质由连续（外相）给膜相向内包相传递——结束后，乳状液通常 采用静电凝聚等方法破孔，膜相可以反复使用，内包相经进一步处理后回收浓缩的溶质。 2．支撑液膜 支撑液膜是将膜相溶液牢固地吸附在多孔撑体的微孔之中，在膜的两侧是与膜相互不相溶的料 液相和反萃相。待分离的溶质自料液相经多孔支撑体中的膜相向反萃相传递，这种操作方式比乳液 液膜简单，过程易于工程放大，但支撑体膜材料的选择往往对过程影响很大。这样，一般需要定期 向支撑体微孔中补充液膜溶液，采用的方法通常是在反萃相一侧隔一定时间加入膜相溶液，以达到 补充的目的。 液膜的分离机理 归纳为下述几种类型： （A）选择性渗透 （B）滴内化学反应 （C）膜相化学反应 （D）萃取和吸附 1．选择性渗透 依据不同的物质在膜相的溶解度和渗速速率不同进行分离，混合物中溶质B和渗透速率小，故 物质A将更多地渗透至膜外而得以分离，而溶质B则停留在膜内相，此过程是依据溶质在膜相及料液 相的溶解度的比值的差别来完成的。十分明显，当膜两侧被迁移物质A的浓度相等时，输送便自行 停止这类过程不可能产生浓缩效应，液膜从有机物中分离己烷，即利用这一原理。 2．滴内反应 分离溶液C渗透至膜相，在膜相内侧与内包相试剂（R）发生化学反应生成不溶于膜相的物质 （P），从而达到分离C组分的目的，如废液脱酚，除氨等工艺属这类机理，使用的反应可以保证液 膜两侧有最大的浓度梯度，以促进输送，通常称这类机理为Ⅰ型促进迁移。 3．膜相反应 料液中的D组分和膜相载体成剂R反应，发生可逆正向反应生成中间产物P1，P1扩散到膜相另一 侧与仙包相试剂R2反应不溶于液膜的P2，并使R1重新还原释放。R1在传递过程中呈载体作用。提高 了传质效率，这种机理叫做Ⅱ型促进迁移。 学习“液膜分离技术”有感 页码，1/5 file://E:\TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg03.htm 2008-4-22