文档介绍：膜分离和电泳 Membrane separation and electrophoresis
Chapter 9
本章主要知识点
膜分离技术的概念。
膜分离技术的分类。
各种膜的分离特性。
对于膜材料的基本要求。
主要的膜组件类型。
超滤和反渗透过程中渗透压的影响
超滤的基本方程
了解亲和膜分离技术
了解电渗析的工作原理
膜分离技术
膜分离的概念:利用膜的选择性(孔径大小),以膜的两侧存在的能量差作为推动力,由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。
膜的概念
在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质,把流体相分隔开来成为两部分,这一薄层物质称为膜。
膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体
被膜分开的流体相物质是液体或气体
,否则不能称其为膜
膜分离技术的类型和定义
膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程,近似于筛分过程,依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的,故而可以按分离粒子大小进行分类:
微滤(MF):以多孔细小薄膜为过滤介质,压力差为推动力,使不溶性物质得以分离的操作,~14μm之间;
超滤(UF):分离介质同上,但孔径更小,~ μm,分离推动力仍为压力差,适合于分离酶、蛋白质等生物大分子物质;
反渗透(RO):是一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作,
~ μm之间;(由于分离的溶剂分子往往很小,不能忽略渗透压的作用,故而成为反渗透);
纳滤:以压力差为推动力,从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程,孔径分布在平均2nm;
电渗析:以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作;
微滤
超滤
纳滤
反渗透
悬浮颗粒
大分子有机物
糖类等小分子有机物,二价盐或多价盐
单价盐
水
各种膜的分离特性
膜的分类
按孔径大小:微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜
按膜结构:对称性膜、不对称膜、复合膜
按材料分:合成有机聚合物膜、无机材料膜
膜材料的特性
对于不同种类的膜都有一个基本要求:
耐压:膜孔径小,要保持高通量就必须施加较高的压力,~,反渗透膜的压力更高,约为1~10MPa
耐高温:高通量带来的温度升高和清洗的需要
耐酸碱:防止分离过程中,以及清洗过程中的水解;
化学相容性:保持膜的稳定性;
生物相容性:防止生物大分子的变性;
成本低;