分离功能高分子材料.pptxVIP

;本章主要内容及要求（重点章）;概述;;;分离功能的影响因素;§3.1 离子交换树脂;物理微观结构： 凝胶型—均相，无孔，溶胀后使用，离子在链间扩散； 大孔型—非均相，毛细孔，比表面大； 载体型—树脂覆于非活性珠粒表面，强度高。 形态：树脂（珠粒） ;种类;基本性能 机械强度（力学稳定性）、热稳定性、化学稳定性； 可发生离子交换反应—最基本、最重要的性能； 2R—SO3H＋Ca 2＋ （R—SO3）2Ca＋2H+ R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH- 离子交换（容）量—交换吸附能力；基本质量指标； 交换（容）量：一定数量的离子交换树脂所能交换的离子的数量 离子交换选择性 受功能基性质、交联度、溶液浓度、组成、离子性质、温度等影响 非水溶液中的离子交换能力—主要是大孔型树脂； 足够亲水性； 足够大的凝胶微孔或大孔结构，适于应用的粒度分布、孔径及空隙率 特点： 交换与吸附过程可逆，易再生，可重复使用； 使用寿命长，经济效益高。;离子交换树脂的功能;;;应用;§3.2 螯合树脂;功能： 金属离子的富集、分离、分析、回收 形成高分子金属络合物，可能是新的功能高分子材料。（如具有热、光、电、磁等性能，或催化功能） 主要性能指标：基本同离子交换树脂 吸附率：树脂吸附量达到总吸附量一半时所需的时间。用t1/2表示。;螯合性树脂的分类;;;;§3.3 吸附树脂;吸附性树脂的分类（根据骨架极性）;吸附性树脂的特点：;应用;甜菊糖的提取;§3.4 高吸水性树脂;高吸水性树脂的种类（按原料分）：;高吸水性树脂的合成方法：;合成吸水树脂的交联方法：;高吸水性树脂的基本性质：;实例：溶液法合成聚（丙烯酸-丙烯酰胺）高吸水性树脂;应用;§3.5 高分子絮凝剂;高分子絮凝剂的功能原理：;高分子絮凝剂的特点：;应 用;§3.6 高分子复合物;类别;§3.7 高分子分离膜;;§3.7.1 膜分离过程的原理;膜分离气体的机制： 非多孔均质膜的溶解扩散机制—分子溶解在膜中，在某种驱动力下作活性扩散。透过量主要与分子大小及膜材质有关。 多孔膜的透过扩散机制—不同分子通过膜中孔时产生速度差。分离过程主要取决于膜的结构。 膜分离液体的机制： 对??合溶剂的分离采用气体分离的机制处理； 对溶质的分离机制理论尚不完善： 过筛机制—分子或其聚集态尺寸与分离膜网孔尺寸决定通过网孔的过程； 溶解扩散机制 任何膜分离过程都不仅是一种过程机制起作用；除溶解、扩散、过筛外，还可能涉及吸附、交换等作用。 因此，膜分离过程取决于膜的组成和结构、被分离物质的体积和性质、及两者间的相互作用;;§3.7.2 高分子分离膜的构效关系;类 别;纤维素酯类：性能稳定，只在高温和酸碱存在下水解；易受微生物侵蚀，PH适应范围较窄。 醋酸纤维素 聚砜、聚芳砜类：热、化学、水解稳定性好，强度高，PH适应范围广（1-13），耐高温（120℃），抗氧化性、抗氯性好。 芳香族聚酰胺类： PH适应范围较广（3-13），盐水分离率高，长期使用稳定性好；对氯敏感。 离子交换膜 磺化聚苯乙烯、聚苯醚、聚砜;膜的结构与性能的关系 膜的元素化学组成 膜的链结构 膜的微观形态（链构象） 膜的结晶态（聚集态结构） 膜的物理形态 ;§3.7.3 高分子分离膜的制备工艺;;§3.7.4 高分子分离膜的分类;;膜过程;膜过程;§3.7.5 离子交换膜;离子交换膜与离子交换树脂的比较;;电渗析法处理海水 电渗析：在盐的水溶液（如氯化钠溶液）中置入阴、阳两个电极，并施加电场，则溶液中的阳离子将移向阴极，阴离子则移向阳极，这一过程称为电泳。如果在阴、阳两电极之间插入一张离子交换膜（阳离子交换膜或阴离子交换膜），则阳离子或阴离子会选择性地通过膜，这一过程就称为电渗析。 电位差驱动;离子交换膜应用的实例：;扩散渗析法回收酸：浓差驱动 ;膜电解食盐 基本原理：在两个电极之间加上一定电压，则阴极生成氯气，阳极生成氢气和氢氧化钠。阳离子交换膜允许Na+渗透进入阳极室，同时阻拦了氢氧根离子向阴极的运动;;§3.7.6 微滤、超滤、反渗透;微孔过滤（MF，微滤）膜 作用原理：膜孔对溶液中的悬浮微粒有筛分作用；在压差作用下，大于孔径的被截留，小于孔径的随溶剂透过。 膜体形态：开放式网格结构，均匀的多孔薄膜，厚度在90～150μm左右 孔径尺寸：0.1-10微米；可筛分粒径﹥0.05微米 操作压力﹤0.3MPa;;应用：微粒和细菌的过滤；净化气体、溶剂、水，精制食品、药物，测定微粒细菌含量。 如用于药物的除菌和除微粒。以前药物的灭菌主要采用热压法。但是热压法灭菌时，细菌的尸体仍留在药品中。而且对于热敏性药物，如胰岛素、血清蛋白等不能采用热压法灭菌。对于这类情况，微孔膜有突出的优点，经过微孔膜过滤后