渗透蒸发技术

[db:作者] / 2023-02-08 00:00

(1)渗透蒸发技术

渗透蒸发技术和渗透蒸发膜的特点:渗透蒸发是近十几年中颇受人们关注的膜分离技术。渗透蒸发是指液体混合物在膜两侧组分的蒸气分压差的推动力下，透过膜并部分蒸发，从而达到分离目的的一种膜分离方法。可用于传统分离手段较难处理的恒沸物及近沸点物系的分离。具有一次分离度高、操作简单、无污染、低能耗等特点。

渗透蒸发膜材料的选择:对于渗透蒸发膜来说，是否具有良好的选择性是首先要考虑的。基于溶解扩散理论，只有对所需要分离的某组分有较好亲和性的高分子物质才可能作为膜材料。如以透水为目的的渗透蒸发膜，应该有良好的亲水性，因此聚乙烯醇(PVA)和醋酸纤维素(CA)都是较好的膜材料；而当以透过醇类物质为目的时，憎水性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)则是较理想的膜材料。用于制备渗透蒸发膜的材料包括天然高分子物质和合成高分子物质。天然高分子膜主要包括醋酸纤维素(CA)、羧甲基纤维素(CMC)、胶原、壳聚糖等。这类膜的特点是亲水性好，对水的分离系数高，渗透通量也较大，对分离醇-水溶液很有效。但这类膜的机械强度较低，往往被水溶液溶胀后失去机械性能。如羧甲基纤维素是水溶性的，只能分离低浓度的水溶液。采用加人交联剂可增强膜的机械性能，但同时会降低膜性能。用于制备渗透蒸发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)等非极性材料和聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯腈(PAN)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等极性材料。非极性膜大多被用于分离烃类有机物，如苯与环已烷、二甲苯异构体，甲苯与庚烷以及甲苯与醇类等，但选择性一般较低。

(2)液膜

液膜分离技术是1965年由美国埃克森(Exssen)研究和工程公司的黎念之博士提出的一种新型膜分离技术。直到20世纪80年代中期，奥地利的J.Draxler等科学家采用液膜法从黏胶废液中回收锌获得成功，液膜分离技术才进入了实用阶段。液膜是一层很薄的液体膜。它能把两个互溶的但组成不同的溶液隔开，并通过这层液膜的选择性渗透作用实现物质的分离。根据形成液膜的材料不同，液膜可以是水性的，也可是溶剂型的。

液膜的特点是传质推动力大，速率高，且试剂消耗量少，这对于传统萃取工艺中试剂昂贵或处理能力大的场合具有重要的经济意义。另外，液膜的选择性好，往往只能对某种类型的离子或分子的分离具有选择性，分离效果显著。目前存在的最大缺点是强度低，破损率高，难以稳定操作，而且过程与设备复杂。

液膜分离技术应用领域如下。

①在生物化学中的应用

在生物化学中，为了防止酶受外界物质的干扰而常常需要将酶“固定化”。利用液膜封闭来固定酶比其他传统的酶固定方法有如下的优点：容易制备；便于固定低分子量的和多酶的体系；在系统中加入辅助酶时，无需借助小分子载体吸附技术(小分子载体吸附往往会降低辅助酶的作用)。

②在医学中的应用液膜在医学上用途也很广泛。如液膜人工肺、液膜人工肝、液膜人工肾以及液膜解毒、液膜缓释药物等。目前，液膜在青霉素及氨基酸的提纯回收领域也较为活跃。

③在萃取分离方面的应用液膜分离技术可用于萃取处理含铬、硝基化合物、含酚等的废水。我国利用液膜处理含酚废水的技术已经比较成熟。其他如石油、气体分离、矿物浸出液的加工和稀有元素的分离等方面也有应用。

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