膜分離過(guò)程
膜分離過(guò)程已成為工業(yè)上氣體分離、水溶液分離、化學(xué)品和生化產(chǎn)品的分離與純化的重要過(guò)程。廣泛應用于食品、飲料加工過(guò)程、工業(yè)污水處理、大規??諝夥蛛x、濕法冶金技術(shù)、氣體和液體燃料的生產(chǎn)以及石油化工制品生產(chǎn)等。
膜從廣義上可以定義為兩相之間的一個(gè)不連續區間。這個(gè)區間的三維量度中的一度和其余兩度相比要小的多。膜一般很薄,厚度從幾微米、幾十微米至幾百微米之間,而長(cháng)度和寬度要以米來(lái)計量。
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結構分類(lèi)
膜分離的效能,取決于膜本身的屬性。膜可分液膜和固體膜。固體膜又可分:①無(wú)機多孔膜,由無(wú)機質(zhì)的多孔材料構成。將膠體和不溶性微粒強制沉積于無(wú)機多孔膜上便制成動(dòng)力形成膜;②合成膜,通常采用醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚砜、聚乙烯等高分子材料制成。合成膜又分為離子交換膜、均質(zhì)膜和多孔膜:①離子交換膜由帶有可電離的陽(yáng)離子或陰離子的高分子材料所構成;②均質(zhì)膜是均勻的高分子薄膜;③多孔膜是在鑄膜液中加發(fā)孔劑,經(jīng)過(guò)蒸發(fā)和凝膠分離而成的。
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膜的定義
一種通用的廣義定義是“膜”為兩相之間的一個(gè)不連續區間。因而膜可為氣相、液相和固相,或是他們的組合。簡(jiǎn)單的說(shuō),膜是分隔開(kāi)兩種流體的一個(gè)薄的阻擋層。描述膜傳遞速率的膜性能是膜的滲透性。
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以常見(jiàn)的超濾過(guò)程為例,分離機理主要為篩分:膜表面有微孔,流體流經(jīng)膜一側的表面時(shí),部分較小的分子隨部分溶劑穿過(guò)膜到達另一側,形成透析液,而大分子則被截留在原來(lái)的一側,形成截留液,從而達到了將大分子溶質(zhì)與小分子溶質(zhì)及溶劑分離開(kāi)的目的。
形象地說(shuō),膜就像一張篩網(wǎng),可以攔下大的、透過(guò)小的。但這張篩網(wǎng)與眾不同的是它的孔徑很小,進(jìn)行的是大小分子的分離。我們只要選擇合適孔徑的膜,就可以進(jìn)行所需的分子級分離。