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液膜分离化学5班周帮腾03081168.ppt

1、液膜分离化学5班 周帮腾 03081168,概述,用天然的或人工合成的高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离,分级,提纯和富集的方法,统称为膜分离法。它可用于液相和气相分离。膜分离方法中的关键物质为膜。他可以为均匀的一组,也可以为两相以上凝聚态物质构成的复合体. 按膜分离方法的推动力进行分类。有以压力差 温度差 电位差和化学反应为推动力的各种膜分离方法。而本章主要介绍一下以浓度差和化学反应为推动力的液膜分离方法。,1.方法简介,组成: 液膜就是悬浮在液体中很薄的一层乳液微粒,乳液通常由溶剂(水或有机溶剂),表面活化剂(做乳化剂)和添加剂制成。分类: 液膜按

2、形状可分为液滴型,乳化形和隔膜型 .按膜的组成不同,可分为油包水型(W/O)和水包油(O/W)如图 按传质机理的不同,液膜又可分为无载体输送的液膜和有载体输送的液膜两种,,2. 液体膜,(1)液膜分离机理无载体液膜有载体液膜(2)液膜的制备表面活性剂膜溶剂添加剂流动载体,3. 液膜分离装置,()乳化液膜分离 制备乳液 液膜萃取 破乳 ()隔膜含浸型液膜,液膜分离的优点,()分离过程中没有相变化,他不需要使液体沸腾,也不需要使气体液化因而是一种低能耗,低成本的分离技术()分离过程一般在常温下进行,因而对那些需避免高温分离,分级,浓缩与富集的物质,如果汁,药品等,显示出其独特的优点()分离技术应用

3、范围广,对无机物、有机物及生物制品等均可适用;()分离装置简单,操作容易,制造方便,液膜分离的应用,()水处理:海水,苦咸水的淡化;纯水,超纯水的制备;工业废水的处理;()元素的分离,富集;()金属,物质的分离,回收;()气体分离;()其他方面;,后记,展望未来,液膜分离技术作为一种化学分离方法将在各个领域,特别是化工,冶金,医药,食品加工,气体分离和生物工程等方面得到更广泛的应用,参考文献,高以恒等,膜分离技术基础,北京,科学出版社1989王学松,膜分离技术极其应用,北京,科学出版社,1994周春山等,化学分离富集方法及其应用,中国工业大学出版社,1995,液膜的制备,表面活化剂 它是液膜的

4、主要成分之一,主要用于控制液膜的稳定性,常用的油膜表面活化剂是Span809单油酸山梨糖醇酐),水膜表面活化剂是Saponin(皂角疳)。膜溶剂 膜溶剂是构成膜的机体,为了保持液膜的稳定性,要求溶剂具有一定的黏度.溶剂不溶于膜内相和外相.在油膜中,国外一般采用S100N(中性油)和ISOPAPM(IsoparM)(异链烷烃)做溶剂。添加剂分离操作过程中要求液膜具有一定的稳定性,而在破乳阶段又要求它容易破碎,为了使二者统一,通常使用添加剂 。流动载体 液膜分离中流动载体是实现分离传质的关键,流动载体主要有离子型和非离子型两大类,而离子型载体又分为正电性载体和负电性载体。一般非离子型载体比离子型载

5、体好,如冠醚就是一种分离型优良的流动载体。,油膜(W/O)和水膜(O/W0)示意图,a油膜(W/O),W/O/W体系;b水膜(O/W),O/W/O体系,(a)-选择性渗透;,(b)-滴内化学反应,(c)-膜中化学反应,(d)-萃取和吸附,无载体液膜主要分离机理,图(a)逆向迁移机理 (1)载体C与溶质1反应,同时释放出供能物质2;(2)载体络合物C1在膜内扩散;(3)溶质2与载体络合物反应供入能量,释放出溶质1;(4)载体络合物C2在膜内逆向扩散;(5)未络合的溶质1在膜内溶解度很低,故不能返回去;结果溶质2的迁移引起溶质1逆浓度梯度的迁移,图(b)同向迁移机理(1)载体与溶质1,2反应,溶质1为欲浓集离子,而溶质2供应能量;(2)载体络合物在膜内扩散;(3)溶质2释放出来,并为溶质1的释放提供能量;(4)解络载体在膜内反向扩散;结果:溶质2顺其浓度梯度迁移,导致溶质1逆其浓度梯度迁移。,

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