滲透蒸發(fā)技術

[db:作者] / 2023-02-08 00:00

(1)滲透蒸發(fā)技術

滲透蒸發(fā)技術和滲透蒸發(fā)膜的特點:滲透蒸發(fā)是近十幾年中頗受人們關注的膜分離技術。滲透蒸發(fā)是指液體混合物在膜兩側(cè)組分的蒸氣分壓差的推動力下，透過膜并部分蒸發(fā)，從而達到分離目的的一種膜分離方法?？捎糜趥鹘y(tǒng)分離手段較難處理的恒沸物及近沸點物系的分離。具有一次分離度高、操作簡單、無污染、低能耗等特點。

滲透蒸發(fā)膜材料的選擇:對于滲透蒸發(fā)膜來說，是否具有良好的選擇性是首先要考慮的?；谌芙鈹U散理論，只有對所需要分離的某組分有較好親和性的高分子物質(zhì)才可能作為膜材料。如以透水為目的的滲透蒸發(fā)膜，應該有良好的親水性，因此聚乙烯醇(PVA)和醋酸纖維素(CA)都是較好的膜材料；而當以透過醇類物質(zhì)為目的時，憎水性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)則是較理想的膜材料。用于制備滲透蒸發(fā)膜的材料包括天然高分子物質(zhì)和合成高分子物質(zhì)。天然高分子膜主要包括醋酸纖維素(CA)、羧甲基纖維素(CMC)、膠原、殼聚糖等。這類膜的特點是親水性好，對水的分離系數(shù)高，滲透通量也較大，對分離醇-水溶液很有效。但這類膜的機械強度較低，往往被水溶液溶脹后失去機械性能。如羧甲基纖維素是水溶性的，只能分離低濃度的水溶液。采用加人交聯(lián)劑可增強膜的機械性能，但同時會降低膜性能。用于制備滲透蒸發(fā)膜的合成高分子材料包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PSt)、聚四氟乙烯(PTFE)等非極性材料和聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯腈(PAN)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等極性材料。非極性膜大多被用于分離烴類有機物，如苯與環(huán)已烷、二甲苯異構(gòu)體，甲苯與庚烷以及甲苯與醇類等，但選擇性一般較低。

(2)液膜

液膜分離技術是1965年由美國埃克森(Exssen)研究和工程公司的黎念之博士提出的一種新型膜分離技術。直到20世紀80年代中期，奧地利的J.Draxler等科學家采用液膜法從黏膠廢液中回收鋅獲得成功，液膜分離技術才進入了實用階段。液膜是一層很薄的液體膜。它能把兩個互溶的但組成不同的溶液隔開，并通過這層液膜的選擇性滲透作用實現(xiàn)物質(zhì)的分離。根據(jù)形成液膜的材料不同，液膜可以是水性的，也可是溶劑型的。

液膜的特點是傳質(zhì)推動力大，速率高，且試劑消耗量少，這對于傳統(tǒng)萃取工藝中試劑昂貴或處理能力大的場合具有重要的經(jīng)濟意義。另外，液膜的選擇性好，往往只能對某種類型的離子或分子的分離具有選擇性，分離效果顯著。目前存在的最大缺點是強度低，破損率高，難以穩(wěn)定操作，而且過程與設備復雜。

液膜分離技術應用領域如下。

①在生物化學中的應用

在生物化學中，為了防止酶受外界物質(zhì)的干擾而常常需要將酶“固定化”。利用液膜封閉來固定酶比其他傳統(tǒng)的酶固定方法有如下的優(yōu)點：容易制備；便于固定低分子量的和多酶的體系；在系統(tǒng)中加入輔助酶時，無需借助小分子載體吸附技術(小分子載體吸附往往會降低輔助酶的作用)。

②在醫(yī)學中的應用液膜在醫(yī)學上用途也很廣泛。如液膜人工肺、液膜人工肝、液膜人工腎以及液膜解毒、液膜緩釋藥物等。目前，液膜在青霉素及氨基酸的提純回收領域也較為活躍。

③在萃取分離方面的應用液膜分離技術可用于萃取處理含鉻、硝基化合物、含酚等的廢水。我國利用液膜處理含酚廢水的技術已經(jīng)比較成熟。其他如石油、氣體分離、礦物浸出液的加工和稀有元素的分離等方面也有應用。

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