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分離膜是指能以特定形式限制和傳遞流體物質(zhì)的分隔兩相或兩部分的界面。膜的形式可以是固態(tài)的,也可以是液態(tài)的。被膜分割的流體物質(zhì)可以是液態(tài)的,也可以是氣態(tài)的。醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)搜集整理膜至少具有兩個(gè)界面,膜通過這兩個(gè)界面與被分割的兩側(cè)流體接觸并進(jìn)行傳遞。分離膜對(duì)流體可以是完全透過性的,也可以是半透過性的,但不能是完全不透過性的。膜在生產(chǎn)和研究中的使用技術(shù)被稱為膜技術(shù)。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和人類對(duì)物質(zhì)利用廣度的開拓,物質(zhì)的分離已成為重要的研究課題。分離的類型包括同種物質(zhì)按不同大小尺寸的分離;異種物質(zhì)的分離;不同物質(zhì)狀態(tài)的分離等。
在化工單元操作中,常見的分離方法有篩分、過濾、蒸餾、蒸發(fā)、重結(jié)晶、萃取、離心分離等。然而,對(duì)于高層次的分離,如分子尺寸的分離、生物體組分的分離等,采用常規(guī)的分離方法是難以實(shí)現(xiàn)的,或達(dá)不到精度,或需要損耗極大的能源而無實(shí)用價(jià)值。
具有選擇分離功能的高分子材料的出現(xiàn),使上述的分離問題迎刃而解。膜分離過程的主要特點(diǎn)是以具有選擇透過性的膜作為分離的手段,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分子尺寸的分離和混合物組分的分離。膜分離過程的推動(dòng)力有濃度差、壓力差和電位差等。膜分離過程可概述為以下三種形式:
?、?滲析式膜分離 料液中的某些溶質(zhì)或離子在濃度差、電位差的推動(dòng)下,透過膜進(jìn)入接受液中,從而被分離出去。屬于滲析式膜分離的有滲析和電滲析等;
?、?過濾式膜分離 利用組分分子的大小和性質(zhì)差別所表現(xiàn)出透過膜的速率差別,達(dá)到組分的分離。屬于過濾式膜分離的有超濾、微濾、反滲透和氣體滲透等; 醫(yī).學(xué)教育網(wǎng)搜集整理
?、?液膜分離 液膜與料液和接受液互不混溶,液液兩相通過液膜實(shí)現(xiàn)滲透,類似于萃取和反萃取的組合。溶質(zhì)從料液進(jìn)入液膜相當(dāng)于萃取,溶質(zhì)再?gòu)囊耗みM(jìn)入接受液相當(dāng)于反萃取。
膜分離技術(shù)是利用膜對(duì)混合物中各組分的選擇滲透性能的差異來實(shí)現(xiàn)分離、提純和濃縮的新型分離技術(shù)。膜分離過程的共同優(yōu)點(diǎn)是成本低、能耗少、效率高、無污染并可回收有用物質(zhì),特別適合于性質(zhì)相似組分、同分異構(gòu)體組分、熱敏性組分、生物物質(zhì)組分等混合物的分離,因而在某些應(yīng)用中能代替蒸餾、萃取、蒸發(fā)、吸附等化工單元操作。實(shí)踐證明,當(dāng)不能經(jīng)濟(jì)地用常規(guī)的分離方法得到較好的分離時(shí),膜分離作為一種分離技術(shù)往往是非常有用的。并且膜技術(shù)還可以和常規(guī)的分離方法結(jié)合起來使用,使技術(shù)投資更為經(jīng)濟(jì)。
膜分離過程沒有相的變化(滲透蒸發(fā)膜除外),常溫下即可操作;由于避免了高溫操作,所濃縮和富集物質(zhì)的性質(zhì)不容易發(fā)生變化,因此在膜分離過程食品、醫(yī)藥等行業(yè)使用具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn);膜分離裝置簡(jiǎn)單、操作容易,對(duì)無機(jī)物、有機(jī)物及生物制品均可適用,并且不產(chǎn)生二次污染。由于上述優(yōu)點(diǎn),近二三十年來,膜科學(xué)和膜技術(shù)發(fā)展極為迅速,目前已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、科技和人民日常生活中不可缺少的分離方法,越來越廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、電子、電力、冶金、輕紡、海水淡化等領(lǐng)域。
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