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2021-06-21







氣體分離膜技術(shù)的發(fā)展歷程

1831年,J.V.Mitchell系統地研究了天然橡膠的透氣性,用高聚物膜進(jìn)行了氫氣和二氧化碳混合氣的滲透實(shí)驗,發(fā)現了不同種類(lèi)氣體分子透過(guò)膜的速率不同的現象,首先提出了用膜實(shí)現氣體分離的可能性。1866年,T.Craham研究了橡膠膜對氣體的滲透性能,并提出了現在廣為人知的溶解—擴散機理。雖然在100多年前就發(fā)現了利用膜實(shí)現氣體分離的可能性,但由于當時(shí)的膜滲透速率很低,膜分離難以與傳統的分離技術(shù)如深冷分離法、吸附分離法等競爭,未能引起產(chǎn)業(yè)界的足夠重視。

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膜分離

膜分離是在20世紀初出現,20世紀60年代后迅速崛起的一門(mén)分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能,又有、節能、環(huán)保、分子級過(guò)濾及過(guò)濾過(guò)程簡(jiǎn)單、易于控制等特征,因此,目前已廣泛應用于食品、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益,已成為當今分離科學(xué)中重要的手段之一。

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膜滲透機理

優(yōu)先吸附-毛細管流動(dòng)模型:由于膜表面對滲透物的優(yōu)先吸附作用,在膜的上游側表面形成一層該物質(zhì)富集的吸附液體層。然后,在壓力作用下通過(guò)膜的毛細管,連續進(jìn)入產(chǎn)品溶液中。此模型能描述多孔膜的反滲透過(guò)程。

從不可逆熱力學(xué)導出的模型:膜分離過(guò)程通常不只依賴(lài)于單一的推動(dòng)力,而且還有伴生效應(如濃差極化)。不可逆熱力學(xué)唯象理論統一關(guān)聯(lián)了壓力差、濃度差、電位差對傳質(zhì)通量的關(guān)系,采用線(xiàn)性唯象方程描述這種具有伴生效應的過(guò)程,并以配偶唯象系數描述伴生效應的影響。

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