功能高分子教学课件PPT高分子分离膜.ppt

um A 过滤对象 分子量 0.001 10 0.01 100 0.1 1000 1.0 10 4 10 10 5 100 1000 10 6 10 7 100 200 5,000 20,000 150,000 500,000 盐份 金属离子 蔗糖 过滤方法 病毒 胶体 蛋白质 细菌 碳黑 颜料色素 酵母 面粉 海滩沙砾 花粉 反渗透 超滤 微滤 纳滤 一般过滤 过程 推动力 分离机理 透过物 截留物 微滤 MF 压力差 0.1MPa 筛分 水、溶剂、溶解物 悬浮微粒 超滤 UF 压力差 0.1~1MPa 筛分 溶剂、离子、小分子 胶体及各类大分子 反渗透 RO 压力差 2~10MPa 溶解-扩散 水、溶剂 悬浮物、溶解物、胶体 气体分离GS 压力差 1～15MPa 溶解-扩散 易渗透气体 难渗透气体 ? 渗透汽化PV 浓度差 分压差 溶解-扩散 易溶解或易挥发组分 不易溶解或难挥发组分 新型膜分离过程 膜蒸馏★ 膜萃取★ 膜吸收 膜反应器★ 1、微滤 微滤膜是指孔径范围为0.01-10μm的多孔膜，它可以把细菌、胶体以及气溶胶等微小粒子从流体中比较彻底地分离除去。 流体中含有粒子的浓度不同，微滤膜的使用方式也不同。当浓度较低时，常常使用一次性滤膜；当浓度较高时，需要选择可以反复使用的膜。 (1) 微孔膜的特点： ① 孔径均匀，过滤精度高。 ② 孔隙大，流速快。 ③ 无吸附或少吸附。 ④ 无介质脱落。 ⑤ 颗粒容量较小，易被堵塞。 （2） 微滤技术应用领域 ①微粒和细菌的过滤。 可用于水的高度净化、食品和饮料的除菌、药液的过滤、发酵工业的空气净化和除菌等。 ②微粒和细菌的检测。 微虑膜可作为微粒和细菌的富集器，从而进行微粒和细菌含量的测定。 ③气体、溶液和水的净化 大气中悬浮的尘埃、纤维、花粉、细菌、病毒等；溶液和水中存在的微小固体颗粒和微生物，都可通过微虑去除。 ④食糖与酒类的精制 微虑膜对食糖溶液和啤、黄酒等酒类进行过滤，可除去食糖中的杂质、酒类中的酵母、霉菌和其他微生物，提高食糖的纯度和酒类产品的清澈度，延长存放期。 ⑤药物的除菌和除微粒 ⑥微滤在啤酒啤酒生产中的应用： ※熟啤的过滤 3μm膜、1μm膜过滤 ※生啤的过滤 ※气体无菌过滤 ※生产用水的过滤 0.22μm膜终端过滤 2、 超滤 超滤膜是指具有从1-20nm细孔的多孔膜，它几乎可以完全将含于溶液中的病毒、高分子胶体等微粒子截留分离。 超滤膜均为不对称膜，有平板式、卷式、管式和中空纤维状等。★ 超滤膜的结构一般由三层结构组成 ——最上层的表面活性层，厚度0.1-1.5?m 中间的过渡层； 最下面的支撑层，呈多孔状。 支撑层的作用为起支撑作用，提高膜的机械强度。膜的分离性能主要取决于表面活性层和过渡层。 中空纤维状超滤膜的特点:直径小，强度高，不需要支撑结构，管内外能承受较大的压力差。 制备超滤膜的材料主要有聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈和醋酸纤维素等。 （2） 超滤技术应用领域 超滤技术主要用于含分子量500～500,000的微粒溶液的分离，是目前应用最广的膜分离过程之一，它的应用领域涉及化工、食品、医药、生化等。 ①纯水的制备 超滤技术广泛用于水中的细菌、病毒和其他异物的除去，用于制备高纯饮用水、电子工业超净水和医用无菌水等。 ②汽车、家具等制品电泳涂装淋洗水的处理 汽车、家具等制品的电泳涂装淋洗水中常含有1％～2％的涂料（高分子物质），用超滤装置可分离出清水重复用于清洗，同时又使涂料得到浓缩重新用于电泳涂装。 ③食品工业中的废水处理 在牛奶加工厂中用超滤技术可从乳清中分离蛋白和低分子量的乳糖。 ④果汁、酒等饮料的消毒与澄清 应用超滤技术可除去果汁的果胶和酒中的微生物等杂质，使果汁和酒在净化处理的同时保持原有的色、香、味，操作方便，成本较低。 ⑤在医药和生化工业中用于处理热敏性物质 分离浓缩生物活性物质，从生物中提取药物等。 ⑥造纸厂的废水处理 3、反渗透★ (1)反渗透的特点 反渗透膜，孔径小于0.5nm，可截留溶质分子(分子量一般小于500)， 操作压力为 2～100MPa。 制备反渗透膜的材料主要有： 醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。 （2）反渗透技术应用领域 ①海水、苦咸水的淡化制取生活用水，硬水软化制备锅炉用