第六章-高分子功能膜材料

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1、第六章第六章-高分子功能膜材高分子功能膜材料料学校团委的工作主要是做什么的呢？需要制定什么工作计划呢？下面是美文学校团委的工作主要是做什么的呢？需要制定什么工作计划呢？下面是美文网的小编为大家整理的网的小编为大家整理的“中学学校团委工作计划范文中学学校团委工作计划范文”，仅供参考，希望对大家有，仅供参考，希望对大家有帮助，欢迎阅读！中学学校团委工作计划范文【帮助，欢迎阅读！中学学校团委工作计划范文【1】一、指导思想结】一、指导思想结合我校本学年的工作中心，从实际出发，切实开展我校团的工作。以加强团员队合我校本学年的工作中心，从实际出发，切实开展我校团的工作。以加强团员队伍建设，增强团员意识，调

2、动团干部积极性，增加团组织的凝聚力，促进团组织伍建设，增强团员意识，调动团干部积极性，增加团组织的凝聚力，促进团组织自身建设，更好地发挥共青团组织的作用，为学校的发展和学生的进步创造良好自身建设，更好地发挥共青团组织的作用，为学校的发展和学生的进步创造良好的空间。二、工作目标全面提高我校团员、青少年学生的自身素质提高的空间。二、工作目标全面提高我校团员、青少年学生的自身素质提高青年团员、教师的道德水平与师德修养，规范教育教学行为活跃校园文化。青年团员、教师的道德水平与师德修养，规范教育教学行为活跃校园文化。1、按照学校中心工作开展行之有效的活动提高团员的综合素质发挥团员的先锋带、按照学校中心工

3、作开展行之有效的活动提高团员的综合素质发挥团员的先锋带头作用。头作用。2、抓好团员学生的思想道德建设特别是做好团员榜样性教育工作。、抓好团员学生的思想道德建设特别是做好团员榜样性教育工作。3、切实加强团队自身建设。、切实加强团队自身建设。4、继续抓好团队常规工作进一步创新工作思路。、继续抓好团队常规工作进一步创新工作思路。三、工作要点三、工作要点1、加强组织建设提高组织能力完善、加强组织建设提高组织能力完善“团委团委团支部团支部团员团员”的管理体系强化组织领导配备好团支部的领导班子让我校共青团工作充满蓬勃生的管理体系强化组织领导配备好团支部的领导班子让我校共青团工作充满蓬勃生机和活力使团委工作

4、能有序有效的进行。机和活力使团委工作能有序有效的进行。2、团员注册完善组织结构、团员注册完善组织结构主要内容主要内容一一 高分子功能膜分类高分子功能膜分类二二 高分子功能膜制备方法高分子功能膜制备方法三三 膜分离过程膜分离过程四四 膜过程和其他化工过程的联用膜过程和其他化工过程的联用 五五膜分离过程膜分离过程应用应用六六其他功能膜其他功能膜 2024/5/22024/5/2高分子功能膜定义高分子功能膜定义高分子功能膜是一种具有选择性透过能力的膜型高分子功能膜是一种具有选择性透过能力的膜型材料，也是具有特殊传质功能的高分子材料，通材料，也是具有特殊传质功能的高分子材料，通常称为分离膜，也称功能膜

5、。用膜分离物质一般常称为分离膜，也称功能膜。用膜分离物质一般不发生相变、不耗费相变能，同时具有较好的选不发生相变、不耗费相变能，同时具有较好的选择性，且膜把产物分在两侧，很容易收集，是一择性，且膜把产物分在两侧，很容易收集，是一种能耗低，效率高的分离材料，从功能上来说，种能耗低，效率高的分离材料，从功能上来说，高分子分离膜具有物质分离、识别物质，能量转高分子分离膜具有物质分离、识别物质，能量转化和物质转化等功能。利用其在不同条件下显出化和物质转化等功能。利用其在不同条件下显出的特殊性质，已经在许多领域获得应用。的特殊性质，已经在许多领域获得应用。2024/5/22024/5/2一、一、高分子功

6、能膜分类高分子功能膜分类 混合物分离膜混合物分离膜 使用功能划分使用功能划分 药物释放缓释膜药物释放缓释膜 分隔作用保护膜分隔作用保护膜 气体分离膜气体分离膜高高 液体分离膜液体分离膜分分 根据被分离物质性质根据被分离物质性质 固体分离膜固体分离膜子子 离子分离膜离子分离膜 功功 微生物分离膜微生物分离膜能能 被分离物质粒度大小被分离物质粒度大小 超细滤膜、超滤膜、微滤膜超细滤膜、超滤膜、微滤膜 膜膜 熔融拉伸膜熔融拉伸膜 沉积膜沉积膜 膜形成过程膜形成过程 溶剂注膜溶剂注膜 界面膜界面膜 动态形成膜动态形成膜 密度膜密度膜 根据膜性质根据膜性质 相变形成膜相变形成膜 乳化膜乳化膜 多孔膜多孔

7、膜 2024/5/22024/5/2 按膜的材料分类 表表61 61 膜材料的分类膜材料的分类类类类类 别别别别膜材料膜材料膜材料膜材料举举举举 例例例例纤维素酯类纤维素酯类纤维素酯类纤维素酯类纤维素衍生物类纤维素衍生物类纤维素衍生物类纤维素衍生物类醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等非纤维素酯类非纤维素酯类非纤维素酯类非纤维素酯类聚砜类聚砜类聚砜类聚砜类聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜

8、等聚酰聚酰聚酰聚酰(亚亚亚亚)胺类胺类胺类胺类聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等聚酯、烯烃类聚酯、烯烃类聚酯、烯烃类聚酯、烯烃类涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等含氟含氟含氟含氟(硅硅硅硅)类类类类聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等其他其他其他其他壳聚糖

9、，聚电解质等壳聚糖，聚电解质等壳聚糖，聚电解质等壳聚糖，聚电解质等2024/5/22024/5/2 目前，实用的有机高分子膜材料有：目前，实用的有机高分子膜材料有：目前，实用的有机高分子膜材料有：目前，实用的有机高分子膜材料有：纤维纤维纤维纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。从品种。从品种。从品种。从品种来说，已有成百种以上的膜被制备出来，其中约来说，已有成百种以上的膜被制备出来，其中约来说，已有成百种以上的膜被制备出来，其中约来说，已有成百种以上的膜被制备出来，其中约40404040多种

10、已被用于工业和实验室中。以日本为例，多种已被用于工业和实验室中。以日本为例，多种已被用于工业和实验室中。以日本为例，多种已被用于工业和实验室中。以日本为例，纤维素酯类膜占纤维素酯类膜占纤维素酯类膜占纤维素酯类膜占53535353，聚砜膜占，聚砜膜占，聚砜膜占，聚砜膜占33.333.333.333.3，聚酰胺，聚酰胺，聚酰胺，聚酰胺膜占膜占膜占膜占11.711.711.711.7，其他材料的膜占，其他材料的膜占，其他材料的膜占，其他材料的膜占2 2 2 2，可见纤维素，可见纤维素，可见纤维素，可见纤维素酯类材料在膜材料中占主要地位。酯类材料在膜材料中占主要地位。酯类材料在膜材料中占主要地位。酯类

11、材料在膜材料中占主要地位。2024/5/22024/5/21.1.纤维素酯类膜材料纤维素酯类膜材料纤维素酯类膜材料纤维素酯类膜材料 纤维素是由几千个纤维素是由几千个纤维素是由几千个纤维素是由几千个椅式构型的葡萄糖基通过椅式构型的葡萄糖基通过椅式构型的葡萄糖基通过椅式构型的葡萄糖基通过1,1,4 4甙链甙链甙链甙链连接起来的天然线性高分子化合物，连接起来的天然线性高分子化合物，连接起来的天然线性高分子化合物，连接起来的天然线性高分子化合物，其结构式为：其结构式为：其结构式为：其结构式为：2024/5/22024/5/2 从结构上看，每个葡萄糖单元上有三个羟基。从结构上看，每个葡萄糖单元上有三个羟

12、基。从结构上看，每个葡萄糖单元上有三个羟基。从结构上看，每个葡萄糖单元上有三个羟基。在催化剂（如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能在催化剂（如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能在催化剂（如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能在催化剂（如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能与冰醋酸、醋酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维与冰醋酸、醋酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维与冰醋酸、醋酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维与冰醋酸、醋酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维素或三醋酸纤维素。素或三醋酸纤维素。素或三醋酸纤维素。素或三醋酸纤维素。C C6 6HH7 7OO2 2 +(CH +(CH3 3CO)CO)2 2O O C C6

13、 6HH7 7OO2 2(OCOCH(OCOCH3 3)2 2 +H +H2 2OO C C6 6HH7 7OO2 2 +3(CH +3(CH3 3CO)CO)2 2O O C C6 6HH7 7OO2 2(OCOCH(OCOCH3 3)3 3 +2 CH +2 CH2 2COOHCOOH2024/5/22024/5/22.2.非纤维素酯类膜材料非纤维素酯类膜材料非纤维素酯类膜材料非纤维素酯类膜材料（1 1）非纤维素酯类膜材料的基本特性）非纤维素酯类膜材料的基本特性）非纤维素酯类膜材料的基本特性）非纤维素酯类膜材料的基本特性 分子链中含有亲水性的极性基团；分子链中含有亲水性的极性基团；分子链中

14、含有亲水性的极性基团；分子链中含有亲水性的极性基团；主链上应有苯环、杂环等刚性基团，使之主链上应有苯环、杂环等刚性基团，使之主链上应有苯环、杂环等刚性基团，使之主链上应有苯环、杂环等刚性基团，使之有高的抗压密性和耐热性；有高的抗压密性和耐热性；有高的抗压密性和耐热性；有高的抗压密性和耐热性；化学稳定性好；化学稳定性好；化学稳定性好；化学稳定性好；具有可溶性；具有可溶性；具有可溶性；具有可溶性；常用于制备分离膜的合成高分子材料有常用于制备分离膜的合成高分子材料有常用于制备分离膜的合成高分子材料有常用于制备分离膜的合成高分子材料有聚砜、聚砜、聚砜、聚砜、聚酰胺、芳香杂环聚合物和离子聚合物聚酰胺、芳

15、香杂环聚合物和离子聚合物聚酰胺、芳香杂环聚合物和离子聚合物聚酰胺、芳香杂环聚合物和离子聚合物等。等。等。等。2024/5/22024/5/2（2 2）主要的非纤维素酯类膜材料）主要的非纤维素酯类膜材料）主要的非纤维素酯类膜材料）主要的非纤维素酯类膜材料 （i i）聚砜类）聚砜类）聚砜类）聚砜类 聚砜结构中的特征基团为聚砜结构中的特征基团为聚砜结构中的特征基团为聚砜结构中的特征基团为 ，为了引入亲水基，为了引入亲水基，为了引入亲水基，为了引入亲水基团，常将粉状聚砜悬浮于有机溶剂中，用氯磺酸进行团，常将粉状聚砜悬浮于有机溶剂中，用氯磺酸进行团，常将粉状聚砜悬浮于有机溶剂中，用氯磺酸进行团，常将粉状

16、聚砜悬浮于有机溶剂中，用氯磺酸进行磺化。磺化。磺化。磺化。聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、NN甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等。甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等。甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等。甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等。2024/5/22024/5/22024/5/22024/5/2 （iiiiiiii）聚酰胺类）聚酰胺类）聚酰胺类）聚酰胺类 早期使用的聚酰胺是早期使用的聚酰胺是早期使用的聚酰胺是早期使用的聚酰胺是脂肪

17、族聚酰胺脂肪族聚酰胺脂肪族聚酰胺脂肪族聚酰胺，如尼，如尼，如尼，如尼龙龙龙龙4444、尼龙、尼龙、尼龙、尼龙66666666等制成的中空纤维膜。这类产等制成的中空纤维膜。这类产等制成的中空纤维膜。这类产等制成的中空纤维膜。这类产品对盐水的分离率在品对盐水的分离率在品对盐水的分离率在品对盐水的分离率在8080808090909090之间，但透水率之间，但透水率之间，但透水率之间，但透水率很低，仅很低，仅很低，仅很低，仅0.076 ml/cm0.076 ml/cm0.076 ml/cm0.076 ml/cm2 2 2 2hhhh。以后发展了。以后发展了。以后发展了。以后发展了芳香族芳香族芳香族芳香

18、族聚酰胺聚酰胺聚酰胺聚酰胺，用它们制成的分离膜，用它们制成的分离膜，用它们制成的分离膜，用它们制成的分离膜，pHpHpHpH适用范围为适用范围为适用范围为适用范围为3 3 3 311111111，分离率可达，分离率可达，分离率可达，分离率可达99.599.599.599.5（对盐水），透水速率（对盐水），透水速率（对盐水），透水速率（对盐水），透水速率为为为为0.6 ml/cm2h0.6 ml/cm2h0.6 ml/cm2h0.6 ml/cm2h。长期使用稳定性好。由于。长期使用稳定性好。由于。长期使用稳定性好。由于。长期使用稳定性好。由于酰酰酰酰胺基团易与氯反应，故这种膜对水中的游离氯有胺基

19、团易与氯反应，故这种膜对水中的游离氯有胺基团易与氯反应，故这种膜对水中的游离氯有胺基团易与氯反应，故这种膜对水中的游离氯有较高要求较高要求较高要求较高要求。2024/5/22024/5/2 Du PontDu Pont公司生产的公司生产的公司生产的公司生产的DPIDPI型膜型膜型膜型膜即为由此类膜材即为由此类膜材即为由此类膜材即为由此类膜材料制成的，它的合成路线如下式所示：料制成的，它的合成路线如下式所示：料制成的，它的合成路线如下式所示：料制成的，它的合成路线如下式所示：2024/5/22024/5/2 类似结构的芳香族聚酰胺膜材料还有：类似结构的芳香族聚酰胺膜材料还有：类似结构的芳香族聚酰

20、胺膜材料还有：类似结构的芳香族聚酰胺膜材料还有：2024/5/22024/5/2 （iiiiii）芳香杂环类）芳香杂环类）芳香杂环类）芳香杂环类 聚苯并咪唑类聚苯并咪唑类聚苯并咪唑类聚苯并咪唑类 如由如由如由如由美国美国美国美国CelaneseCelanese公司研制的公司研制的公司研制的公司研制的PBIPBI膜膜膜膜即为此种即为此种即为此种即为此种类型。这种膜材料可用以下路线合成：类型。这种膜材料可用以下路线合成：类型。这种膜材料可用以下路线合成：类型。这种膜材料可用以下路线合成：2024/5/22024/5/2 聚苯并咪唑酮类聚苯并咪唑酮类聚苯并咪唑酮类聚苯并咪唑酮类 这类膜的代表是日本帝

21、人公司生产的这类膜的代表是日本帝人公司生产的这类膜的代表是日本帝人公司生产的这类膜的代表是日本帝人公司生产的PBLLPBLL膜，膜，膜，膜，其化学结构为：其化学结构为：其化学结构为：其化学结构为：这种膜对这种膜对这种膜对这种膜对0.50.5NaClNaCl溶液的分离率达溶液的分离率达溶液的分离率达溶液的分离率达90909595，并有较高的透水速率。并有较高的透水速率。并有较高的透水速率。并有较高的透水速率。2024/5/22024/5/2 聚吡嗪酰胺类聚吡嗪酰胺类聚吡嗪酰胺类聚吡嗪酰胺类 这类膜材料可用界面缩聚方法制得，反应式为：这类膜材料可用界面缩聚方法制得，反应式为：这类膜材料可用界面缩聚

22、方法制得，反应式为：这类膜材料可用界面缩聚方法制得，反应式为：2024/5/22024/5/2 聚酰亚胺类聚酰亚胺类聚酰亚胺类聚酰亚胺类 聚酰亚胺具有很好的热稳定性和耐有机溶聚酰亚胺具有很好的热稳定性和耐有机溶聚酰亚胺具有很好的热稳定性和耐有机溶聚酰亚胺具有很好的热稳定性和耐有机溶剂能力，因此是一类较好的膜材料。例如，下列剂能力，因此是一类较好的膜材料。例如，下列剂能力，因此是一类较好的膜材料。例如，下列剂能力，因此是一类较好的膜材料。例如，下列结构的聚酰亚胺膜对分离氢气有很高的效率。结构的聚酰亚胺膜对分离氢气有很高的效率。结构的聚酰亚胺膜对分离氢气有很高的效率。结构的聚酰亚胺膜对分离氢气有很

23、高的效率。2024/5/22024/5/2 其中，其中，其中，其中，ArAr为芳基，对气体分离的难易次序如下：为芳基，对气体分离的难易次序如下：为芳基，对气体分离的难易次序如下：为芳基，对气体分离的难易次序如下：HH2 2OO，H(He)H(He)，HH2 2S S，COCO2 2，OO2 2，Ar(CO)Ar(CO)，N N2 2(CH(CH4 4)，C C2 2HH6 6，C C3 3HH8 8易易易易 难难难难 聚酰亚胺溶解性差，制膜困难，因此开发了聚酰亚胺溶解性差，制膜困难，因此开发了聚酰亚胺溶解性差，制膜困难，因此开发了聚酰亚胺溶解性差，制膜困难，因此开发了可可可可溶性聚酰亚胺溶性聚

24、酰亚胺溶性聚酰亚胺溶性聚酰亚胺，其结构为：，其结构为：，其结构为：，其结构为：2024/5/22024/5/2 （v v）乙烯基聚合物）乙烯基聚合物）乙烯基聚合物）乙烯基聚合物 用作膜材料的乙烯基聚合物包括聚乙烯醇、聚用作膜材料的乙烯基聚合物包括聚乙烯醇、聚用作膜材料的乙烯基聚合物包括聚乙烯醇、聚用作膜材料的乙烯基聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚偏氯乙乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚偏氯乙乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚偏氯乙乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯、聚丙烯酰胺等。共聚物包括：聚丙烯醇烯、聚丙烯酰胺等。共聚物包括：聚丙烯醇烯、聚丙烯酰胺等。

25、共聚物包括：聚丙烯醇烯、聚丙烯酰胺等。共聚物包括：聚丙烯醇/苯苯苯苯乙烯磺酸、聚乙烯醇乙烯磺酸、聚乙烯醇乙烯磺酸、聚乙烯醇乙烯磺酸、聚乙烯醇/磺化聚苯醚、聚丙烯腈磺化聚苯醚、聚丙烯腈磺化聚苯醚、聚丙烯腈磺化聚苯醚、聚丙烯腈/甲甲甲甲基丙烯酸酯、聚乙烯基丙烯酸酯、聚乙烯基丙烯酸酯、聚乙烯基丙烯酸酯、聚乙烯/乙烯醇等。聚乙烯醇乙烯醇等。聚乙烯醇乙烯醇等。聚乙烯醇乙烯醇等。聚乙烯醇/丙烯丙烯丙烯丙烯腈接枝共聚物也可用作膜材料。腈接枝共聚物也可用作膜材料。腈接枝共聚物也可用作膜材料。腈接枝共聚物也可用作膜材料。2024/5/22024/5/2二二 膜分离机理膜分离机理膜分离机理膜分离机理 过过过过筛和

26、溶解筛和溶解筛和溶解筛和溶解-扩散扩散扩散扩散 多孔膜的分离机理主要是多孔膜的分离机理主要是过筛过筛过筛过筛原理，依膜表面平均孔径的大小而区原理，依膜表面平均孔径的大小而区分为微滤（分为微滤（0.1-10）、超滤（）、超滤（2-100）、纳滤（）、纳滤（0.5-5 ），以截），以截留水和非水溶液中不同尺寸的溶质分子。留水和非水溶液中不同尺寸的溶质分子。多孔膜表面的孔径有一定的分布，其分布宽度与制膜技术有关而成多孔膜表面的孔径有一定的分布，其分布宽度与制膜技术有关而成为分离膜质量的一个重要标志。一般来说，分离膜的平均孔径要大于为分离膜质量的一个重要标志。一般来说，分离膜的平均孔径要大于被截留的溶

27、质分子的分子尺寸。这是由于亲水性的多孔膜表面吸附有被截留的溶质分子的分子尺寸。这是由于亲水性的多孔膜表面吸附有活动性、相对较小的水分子层而使有效孔径相应变小，这种效应孔径活动性、相对较小的水分子层而使有效孔径相应变小，这种效应孔径愈小愈显著。愈小愈显著。表面荷电的多孔膜可以在表面吸附一层以上的对离子，因而荷点膜表面荷电的多孔膜可以在表面吸附一层以上的对离子，因而荷点膜的有效孔径比一般多孔膜更小。的有效孔径比一般多孔膜更小。2024/5/22024/5/2密度膜的分离机理 在膜分离技术中通常将孔径小于1 的膜称为密度膜。这样的膜的分离或传质机理不同于多孔膜的筛分机理，而是溶解溶解-扩扩散。即在膜

28、上游的溶质（溶液中）分子或气体分子（吸附）溶散。即在膜上游的溶质（溶液中）分子或气体分子（吸附）溶解于高分子膜界面、按扩散定律通经膜层、在下游界面脱溶解于高分子膜界面、按扩散定律通经膜层、在下游界面脱溶 溶解速率取决于该温度下小分子在膜中的溶解度，而扩散率则溶解速率取决于该温度下小分子在膜中的溶解度，而扩散率则按按Fick扩散定律进行。扩散定律进行。一般认为，小分子在聚合物的扩散是由高聚物分子链段热运动的构象变化引起所含自由体积在各瞬间的变化而跳跃式进行的，因而小分子在橡胶态中扩散率比在玻璃态中的扩散率快，自由体积愈大扩散率愈快，升高温度可以增加分子链段的运动而加速扩散速率，但相应不同小分子的

29、选择透过性则随之降低。2024/5/22024/5/2三、分离膜制备方法三、分离膜制备方法 相转换法相转换法 粉末烧结粉末烧结 多孔膜制备多孔膜制备 拉伸致孔法拉伸致孔法 热致相分离法热致相分离法 核径迹法核径迹法 铝阳极氧化多孔氧化铝膜铝阳极氧化多孔氧化铝膜制备方法制备方法 溶剂涂层挥发法溶剂涂层挥发法 致密膜的制备致密膜的制备 水面扩展挥发法水面扩展挥发法 支撑膜加涂层支撑膜加涂层 复合膜的制备复合膜的制备 支撑膜加水面扩展连续超薄膜支撑膜加水面扩展连续超薄膜 界面缩聚法在位制备复合膜界面缩聚法在位制备复合膜2024/5/22024/5/2四、膜分离过程四、膜分离过程1.1.膜分离过程分为

30、：膜分离过程分为：2.2.3.3.多孔膜用于混合物水的分离：多孔膜用于混合物水的分离：渗渗 析析、微滤、超滤、纳滤、亲和膜等。、微滤、超滤、纳滤、亲和膜等。依所用依所用1.1.膜分为膜分为2.2.致密膜用于电渗析（致密膜用于电渗析（EDED）、）、逆渗析、逆渗析、气体分离、渗透汽化、蒸汽渗透等过程气体分离、渗透汽化、蒸汽渗透等过程2024/5/22024/5/2 4.1 透析与电渗析透析与电渗析 透析透析 透透析析是是最最早早发发明明的的膜膜分分离离过过程程。此此法法效效率率低低，速速度度慢慢，处处理理量量小小。人人工工肾肾膜膜材材料料由由丙丙烯烯酸酸酯酯类类、聚聚砜砜、聚聚丙丙烯烯腈腈、聚聚

31、苯苯醚醚(PPO)等等.电渗析电渗析正正负负离离子子在在电电场场驱驱动动下下分分别别向向与与之之对对应应的的电电极极迁迁移移,速速度度快快,加加入入有有阴阴阳阳离离子子交交换换膜膜组组成成的的膜膜对对,即即可可使使离离子子通通过过交交换换膜膜而而实实现现溶溶液液中中的的离离子子的的脱脱除除.用用于于苦苦咸咸水水淡淡化化、浓浓盐盐水水制制盐盐、除除去去果果汁汁中中有机酸有机酸.2024/5/22024/5/24.1 4.1 透析与电渗析透析与电渗析透析与电渗析透析与电渗析利用偶极膜的电渗析过程利用偶极膜的电渗析过程将将阳阳离离子子膜膜与与阴阴离离子子膜膜复复合合或或在在膜膜的的两两侧侧分分别别引

32、引入入阴阴阳阳离离子子交交换换基基团团即即可可得得到到偶偶极极膜膜。偶偶极极膜膜中中的的水水分分子子在在直直流流电电场场中中被被电电解解成成了了H-、OH+，分分别别向向阴阴阳阳极极迁迁移移。近近年年来来将将离离子子交交换换树树脂脂与与电电渗渗析析过过程程结结合合的的连连续续去去离离子子技技术术（CDI）且且不不断断改改进进提提高高水水电电阻阻（达达到到18M.cm）和处理量和处理量(250-350L/min).2024/5/22024/5/2 离子交换膜的工作原理离子交换膜的工作原理离子交换膜的工作原理离子交换膜的工作原理电渗析电渗析电渗析电渗析 在盐的水溶液（如氯化钠溶液）中置入阴、在盐的

33、水溶液（如氯化钠溶液）中置入阴、在盐的水溶液（如氯化钠溶液）中置入阴、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阳两个电极，并施加电场，则溶液中的阳离子将阳两个电极，并施加电场，则溶液中的阳离子将阳两个电极，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，这一过程称为移向阴极，阴离子则移向阳极，这一过程称为移向阴极，阴离子则移向阳极，这一过程称为移向阴极，阴离子则移向阳极，这一过程称为电电电电泳泳泳泳。如果在阴、阳两电极之间插入一张离子交换。如果在阴、阳两电极之间插入一张离子交换。如果在阴、阳两电极之间插入一张离子交换。如果在阴、阳两电极之间插入

34、一张离子交换膜（阳离子交换膜或阴离子交换膜），则阳离子膜（阳离子交换膜或阴离子交换膜），则阳离子膜（阳离子交换膜或阴离子交换膜），则阳离子膜（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，这一过程就称为或阴离子会选择性地通过膜，这一过程就称为或阴离子会选择性地通过膜，这一过程就称为或阴离子会选择性地通过膜，这一过程就称为电电电电渗析渗析渗析渗析。2024/5/22024/5/2 电渗析的核心是离子交换膜电渗析的核心是离子交换膜电渗析的核心是离子交换膜电渗析的核心是离子交换膜。在直流电场的作。在直流电场的作。在直流电场的作。在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的

35、选用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，实现溶择透过性，把电解质从溶液中分离出来，实现溶择透过性，把电解质从溶液中分离出来，实现溶择透过性，把电解质从溶液中分离出来，实现溶液的淡化、浓缩及钝化；也可通过电渗析实现盐液的淡化、浓缩及钝化；也可通过电渗析实现盐液的淡化、浓缩及钝化；也可通过电渗析实现盐液的淡化、浓缩及钝化；也可通过电渗析实现盐的电解，制备氯气和氢氧化钠等。的电解，制备氯气和氢氧化钠等。的电解，制备氯气和氢氧化钠等。的电解，制备氯气和氢氧化钠等。图图图图6262

36、为用于食盐生产的电渗析器的示意图。为用于食盐生产的电渗析器的示意图。为用于食盐生产的电渗析器的示意图。为用于食盐生产的电渗析器的示意图。2024/5/22024/5/2图图图图62 62 食盐生产电渗析器示意图食盐生产电渗析器示意图食盐生产电渗析器示意图食盐生产电渗析器示意图A A：阴离子膜，：阴离子膜，：阴离子膜，：阴离子膜，KK：阳离子膜；：阳离子膜；：阳离子膜；：阳离子膜；D D：稀室，：稀室，：稀室，：稀室，C C：浓室：浓室：浓室：浓室2024/5/22024/5/2膜电解膜电解膜电解膜电解 膜电解的基本原理可以通过膜电解的基本原理可以通过膜电解的基本原理可以通过膜电解的基本原理可以

37、通过NaClNaCl水溶液的电水溶液的电水溶液的电水溶液的电解来说明。在两个电极之间加上一定电压，则阴解来说明。在两个电极之间加上一定电压，则阴解来说明。在两个电极之间加上一定电压，则阴解来说明。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。阳离子极生成氯气，阳极生成氢气和氢氧化钠。阳离子极生成氯气，阳极生成氢气和氢氧化钠。阳离子极生成氯气，阳极生成氢气和氢氧化钠。阳离子交换膜交换膜交换膜交换膜 允许允许允许允许Na+Na+渗透进入阳极室，同时阻拦了氢氧根离渗透进入阳极室，同时阻拦了氢氧根离渗透进入阳极室，同时阻拦了氢氧根离渗透进入阳极室，同时阻拦了氢氧根离子向阴极的运动

38、，在阳极室的反应是：子向阴极的运动，在阳极室的反应是：子向阴极的运动，在阳极室的反应是：子向阴极的运动，在阳极室的反应是：2 Na2 Na+2 H+2 H2 2O+2 e=2 NaOH+HO+2 e=2 NaOH+H2 2 在阴极室的反应为：在阴极室的反应为：在阴极室的反应为：在阴极室的反应为：2 Cl2 Cl 2 e=Cl2 e=Cl2 22024/5/22024/5/2 用用用用氟代烃单极或双极膜氟代烃单极或双极膜氟代烃单极或双极膜氟代烃单极或双极膜制备的的电渗析器制备的的电渗析器制备的的电渗析器制备的的电渗析器已成为用于制备氢氧化钠的主要方法，取代了其已成为用于制备氢氧化钠的主要方法，取

39、代了其已成为用于制备氢氧化钠的主要方法，取代了其已成为用于制备氢氧化钠的主要方法，取代了其他制备氢氧化钠的方法。他制备氢氧化钠的方法。他制备氢氧化钠的方法。他制备氢氧化钠的方法。如果在膜的一面涂上一层阴极的催化剂，如果在膜的一面涂上一层阴极的催化剂，如果在膜的一面涂上一层阴极的催化剂，如果在膜的一面涂上一层阴极的催化剂，在另一面涂一层阳极催化在这两个电极上加上一在另一面涂一层阳极催化在这两个电极上加上一在另一面涂一层阳极催化在这两个电极上加上一在另一面涂一层阳极催化在这两个电极上加上一定的电压，则可电解水，在阳极产生氢气，而在定的电压，则可电解水，在阳极产生氢气，而在定的电压，则可电解水，在阳

40、极产生氢气，而在定的电压，则可电解水，在阳极产生氢气，而在阴极产生氧气。阴极产生氧气。阴极产生氧气。阴极产生氧气。2024/5/22024/5/2电渗析技术应用领域电渗析技术应用领域电渗析技术应用领域电渗析技术应用领域 自电渗析技术问世后，其在苦咸水淡化，饮用自电渗析技术问世后，其在苦咸水淡化，饮用自电渗析技术问世后，其在苦咸水淡化，饮用自电渗析技术问世后，其在苦咸水淡化，饮用水及工业用水制备方面展示了巨大的优势。水及工业用水制备方面展示了巨大的优势。水及工业用水制备方面展示了巨大的优势。水及工业用水制备方面展示了巨大的优势。随着电渗析理论和技术研究的深入，我国在电随着电渗析理论和技术研究的深

41、入，我国在电随着电渗析理论和技术研究的深入，我国在电随着电渗析理论和技术研究的深入，我国在电渗析主要装置部件及结构方面都有巨大的创新，渗析主要装置部件及结构方面都有巨大的创新，渗析主要装置部件及结构方面都有巨大的创新，渗析主要装置部件及结构方面都有巨大的创新，仅离子交换膜产量就占到了世界的仅离子交换膜产量就占到了世界的仅离子交换膜产量就占到了世界的仅离子交换膜产量就占到了世界的1/31/3。我国的。我国的。我国的。我国的电渗析装置主要由国家海洋局杭州水处理技术开电渗析装置主要由国家海洋局杭州水处理技术开电渗析装置主要由国家海洋局杭州水处理技术开电渗析装置主要由国家海洋局杭州水处理技术开发中心生

42、产，现可提供发中心生产，现可提供发中心生产，现可提供发中心生产，现可提供200m200m3 3/d/d规模的海水淡化规模的海水淡化规模的海水淡化规模的海水淡化装置。装置。装置。装置。2024/5/22024/5/2 电渗析技术在电渗析技术在食品工业、化工及工业废水食品工业、化工及工业废水的处理方面也发挥着重要的作用。特别是与反的处理方面也发挥着重要的作用。特别是与反渗透、纳滤等精过滤技术的结合，在电子、制渗透、纳滤等精过滤技术的结合，在电子、制药等行业的高纯水制备中扮演重要角色。药等行业的高纯水制备中扮演重要角色。此外，离子交换膜还大量应用于此外，离子交换膜还大量应用于氯碱工业。氯碱工业。全全

43、氟磺酸膜（氟磺酸膜（NafionNafion）以化学稳定性著称，是以化学稳定性著称，是目前为止唯一能同时耐目前为止唯一能同时耐4040NaOHNaOH和和100100温度温度的离子交换膜，因而被广泛应用作食盐电解制的离子交换膜，因而被广泛应用作食盐电解制备氯碱的电解池隔膜。备氯碱的电解池隔膜。2024/5/22024/5/2 全氟磺酸膜还可用作燃料电池的重要部件。全氟磺酸膜还可用作燃料电池的重要部件。全氟磺酸膜还可用作燃料电池的重要部件。全氟磺酸膜还可用作燃料电池的重要部件。燃料电池是将化学能转变为电能效率最高的能源，燃料电池是将化学能转变为电能效率最高的能源，燃料电池是将化学能转变为电能效率

44、最高的能源，燃料电池是将化学能转变为电能效率最高的能源，可能成为可能成为可能成为可能成为21212121世纪的主要能源方式之一。经多年研世纪的主要能源方式之一。经多年研世纪的主要能源方式之一。经多年研世纪的主要能源方式之一。经多年研制，制，制，制，NafionNafionNafionNafion膜已被证明是氢氧燃料电池的实用性膜已被证明是氢氧燃料电池的实用性膜已被证明是氢氧燃料电池的实用性膜已被证明是氢氧燃料电池的实用性质子交换膜，并已有燃料电池样机在运行。但质子交换膜，并已有燃料电池样机在运行。但质子交换膜，并已有燃料电池样机在运行。但质子交换膜，并已有燃料电池样机在运行。但NafionNa

45、fionNafionNafion膜价格昂贵（膜价格昂贵（膜价格昂贵（膜价格昂贵（700700700700美元美元美元美元/m/m/m/m2 2 2 2），故近年来正），故近年来正），故近年来正），故近年来正在加速开发磺化芳杂环高分子膜，用于氢氧燃料在加速开发磺化芳杂环高分子膜，用于氢氧燃料在加速开发磺化芳杂环高分子膜，用于氢氧燃料在加速开发磺化芳杂环高分子膜，用于氢氧燃料电池的研究，以期降低燃料电池的成本。电池的研究，以期降低燃料电池的成本。电池的研究，以期降低燃料电池的成本。电池的研究，以期降低燃料电池的成本。2024/5/22024/5/2 CFCF2 2=CF=CF2 2+SO+SO3

46、3 O SO O SO2 2 重排重排 O=CFO=CF2 2 CF CF2 2 SOSO2 2F F CF CF2 2CFCF2 2 O OCFCF2 2 CF CF2 2 CFCF3 3 FSOFSO2 2CFCF2 2 CFCF2 2（OCF CFOCF CF2 2 ）n n OCF OCF FC FC =O=O CF CF3 3 CFCF3 3 加热加热 FSOFSO2 2CFCF2 2 CFCF2 2（OCF CFOCF CF2 2 ）n n OCF=OCF=CFCF2 2 CF CF3 3 （CFCF2 2 CFCF2 2=CF=CF2 2 FSOFSO2 2CFCF2 2 CFC

47、F2 2（OCF CFOCF CF2 2 ）n n OCF CFOCF CF2 2 CFCF2 2 ）CF CF3 3 全氟磺化聚合物的合成线路 SO3与四氟乙烯反应，生成产物与六氟环氧丙烷进行反应构成全与四氟乙烯反应，生成产物与六氟环氧丙烷进行反应构成全氟乙烯基醚单体。这种单体和适当比例的四氟乙烯共聚即可得到氟乙烯基醚单体。这种单体和适当比例的四氟乙烯共聚即可得到所谓的所谓的XRXR树脂。这种树脂为原料经熔融拉伸成膜，做成的膜经碱树脂。这种树脂为原料经熔融拉伸成膜，做成的膜经碱性水解，在聚合物中形成具有阳离子交换能力的磺酸基团，构成性水解，在聚合物中形成具有阳离子交换能力的磺酸基团，构成阳离

48、子交换分离膜。由于聚合物全氟化，故耐酸、耐碱、耐溶剂阳离子交换分离膜。由于聚合物全氟化，故耐酸、耐碱、耐溶剂性质大大改善性质大大改善2024/5/22024/5/2反渗透技术反渗透技术反渗透技术反渗透技术1.1.反渗透原理及反渗透膜的特点反渗透原理及反渗透膜的特点反渗透原理及反渗透膜的特点反渗透原理及反渗透膜的特点 渗透是自然界一种常见的现象。人类很早以前渗透是自然界一种常见的现象。人类很早以前渗透是自然界一种常见的现象。人类很早以前渗透是自然界一种常见的现象。人类很早以前就已经自觉或不自觉地使用渗透或反渗透分离物就已经自觉或不自觉地使用渗透或反渗透分离物就已经自觉或不自觉地使用渗透或反渗透分

49、离物就已经自觉或不自觉地使用渗透或反渗透分离物质。目前，反渗透技术已经发展成为一种普遍使质。目前，反渗透技术已经发展成为一种普遍使质。目前，反渗透技术已经发展成为一种普遍使质。目前，反渗透技术已经发展成为一种普遍使用的现代分离技术。在海水和苦咸水的脱盐淡化、用的现代分离技术。在海水和苦咸水的脱盐淡化、用的现代分离技术。在海水和苦咸水的脱盐淡化、用的现代分离技术。在海水和苦咸水的脱盐淡化、超纯水制备、废水处理等方面，反渗透技术有其超纯水制备、废水处理等方面，反渗透技术有其超纯水制备、废水处理等方面，反渗透技术有其超纯水制备、废水处理等方面，反渗透技术有其他方法不可比拟的优势。他方法不可比拟的优势

50、。他方法不可比拟的优势。他方法不可比拟的优势。2024/5/22024/5/2 渗透和反渗透的原理如渗透和反渗透的原理如渗透和反渗透的原理如渗透和反渗透的原理如图图图图6363所示。如果用一所示。如果用一所示。如果用一所示。如果用一张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜渗透从浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜渗透从浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜渗透从浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜渗透从低浓度水溶液向高

51、浓度水溶液一侧迁移，这一现象低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移，这一现象低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移，这一现象低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移，这一现象称渗透称渗透称渗透称渗透（图（图（图（图63a63a）。这一过程的推动力是低浓度溶。这一过程的推动力是低浓度溶。这一过程的推动力是低浓度溶。这一过程的推动力是低浓度溶液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，表现为水的渗透压。随着水的渗透，高浓度水溶液表现为水的渗透压。随着水的渗透，高浓度水溶液表现为水的

52、渗透压。随着水的渗透，高浓度水溶液表现为水的渗透压。随着水的渗透，高浓度水溶液一侧的液面升高，压力增大。当液面升高至一侧的液面升高，压力增大。当液面升高至一侧的液面升高，压力增大。当液面升高至一侧的液面升高，压力增大。当液面升高至HH时，时，时，时，渗透达到平衡，两侧的压力差就称为渗透压渗透达到平衡，两侧的压力差就称为渗透压渗透达到平衡，两侧的压力差就称为渗透压渗透达到平衡，两侧的压力差就称为渗透压（图（图（图（图663b3b）。渗透过程达到平衡后，水不再有渗透，渗透。渗透过程达到平衡后，水不再有渗透，渗透。渗透过程达到平衡后，水不再有渗透，渗透。渗透过程达到平衡后，水不再有渗透，渗透通量为零

53、。通量为零。通量为零。通量为零。2024/5/22024/5/2图图图图63 63 渗透与反渗透原理示意图渗透与反渗透原理示意图渗透与反渗透原理示意图渗透与反渗透原理示意图2024/5/22024/5/2 如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶浓度水溶液中的水将通过半

54、透膜流向低浓度水溶浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧，这一过程就称为反渗透（图液侧，这一过程就称为反渗透（图液侧，这一过程就称为反渗透（图液侧，这一过程就称为反渗透（图44c44c）。）。）。）。反渗透技术反渗透技术反渗透技术反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于所分离的物质的分子量一般小于所分离的物质的分子量一般小于所分离的物质的分子量一般小于500500，操作压力为，操作压力为，操作压力为，操作压力为 2 2100MPa100MPa。用于实施反渗透操作的膜为用于实施反渗透操作的膜为用于实施反渗透操作的膜为用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜

55、反渗透膜反渗透膜反渗透膜。反渗透膜。反渗透膜。反渗透膜。反渗透膜大部分为不对称膜，大部分为不对称膜，大部分为不对称膜，大部分为不对称膜，孔径小于孔径小于孔径小于孔径小于0.5nm0.5nm，可截留溶，可截留溶，可截留溶，可截留溶质分子。质分子。质分子。质分子。2024/5/22024/5/24.2 4.2 微滤、超滤和纳滤微滤、超滤和纳滤微滤、超滤和纳滤微滤、超滤和纳滤 微滤微滤微滤微滤 微滤的应用在除菌，因而在饮用水处理、食品和医药卫生工业中微滤的应用在除菌，因而在饮用水处理、食品和医药卫生工业中广泛应用。微滤膜用于果汁澄清及含胶原质废水处理时极易堵塞，广泛应用。微滤膜用于果汁澄清及含胶原质

56、废水处理时极易堵塞，需要频繁回洗，采用四氟乙烯微滤膜由于堵塞层与需要频繁回洗，采用四氟乙烯微滤膜由于堵塞层与PTFEPTFE的黏附力的黏附力较低，可以很方便地用压缩空气反吹清除。微滤膜也用于气体的较低，可以很方便地用压缩空气反吹清除。微滤膜也用于气体的净化，如聚偏氟乙烯微净化，如聚偏氟乙烯微 滤膜大量用于生物发酵罐内和医院病室内滤膜大量用于生物发酵罐内和医院病室内空气的除尘、除菌，以及含粉体气体（包括烟道气）的除尘，近空气的除尘、除菌，以及含粉体气体（包括烟道气）的除尘，近年来有广泛使用荷电微滤膜进一步提高除尘除菌效率。年来有广泛使用荷电微滤膜进一步提高除尘除菌效率。超滤膜超滤膜超滤膜超滤膜

57、乙酸纤维素、聚砜和聚丙烯腈是现今通用超滤膜材料。中国科学乙酸纤维素、聚砜和聚丙烯腈是现今通用超滤膜材料。中国科学院广州化学研究所曾开发氰乙基代乙酸纤维素超滤膜能抗菌。中院广州化学研究所曾开发氰乙基代乙酸纤维素超滤膜能抗菌。中国科学院生态环境中心进行膜防污塞和清洗的工作。国科学院生态环境中心进行膜防污塞和清洗的工作。2024/5/22024/5/24.2 4.2 4.2 4.2 微滤、超滤和纳滤微滤、超滤和纳滤微滤、超滤和纳滤微滤、超滤和纳滤 纳纳纳纳 滤滤滤滤 最初的纳滤膜制备方法同逆最初的纳滤膜制备方法同逆最初的纳滤膜制备方法同逆最初的纳滤膜制备方法同逆 渗透膜，实质是用脱盐截留率较低渗透膜

58、，实质是用脱盐截留率较低渗透膜，实质是用脱盐截留率较低渗透膜，实质是用脱盐截留率较低的芳香聚酰胺逆渗透膜，用于燃料等中等分子量的物质（相对分子的芳香聚酰胺逆渗透膜，用于燃料等中等分子量的物质（相对分子的芳香聚酰胺逆渗透膜，用于燃料等中等分子量的物质（相对分子的芳香聚酰胺逆渗透膜，用于燃料等中等分子量的物质（相对分子质量为质量为质量为质量为500500500500）的截留而容许盐和水通过。由于一方面纳滤膜的水通）的截留而容许盐和水通过。由于一方面纳滤膜的水通）的截留而容许盐和水通过。由于一方面纳滤膜的水通）的截留而容许盐和水通过。由于一方面纳滤膜的水通过量远大于逆渗透膜，而纳滤所用压力也较低（过

59、量远大于逆渗透膜，而纳滤所用压力也较低（过量远大于逆渗透膜，而纳滤所用压力也较低（过量远大于逆渗透膜，而纳滤所用压力也较低（1-2.51-2.51-2.51-2.5MPaMPaMPaMPa）；）；）；）；另一另一另一另一方面在无机盐类和有机中等分子量物质的分离以及一价阴、阳和多方面在无机盐类和有机中等分子量物质的分离以及一价阴、阳和多方面在无机盐类和有机中等分子量物质的分离以及一价阴、阳和多方面在无机盐类和有机中等分子量物质的分离以及一价阴、阳和多价阴、阳离子分离的要求，促进了纳滤的发展。价阴、阳离子分离的要求，促进了纳滤的发展。价阴、阳离子分离的要求，促进了纳滤的发展。价阴、阳离子分离的要求

60、，促进了纳滤的发展。纳滤技术为硬水软化提供了新途径。现行工艺路线：纳滤技术为硬水软化提供了新途径。现行工艺路线：纳滤技术为硬水软化提供了新途径。现行工艺路线：纳滤技术为硬水软化提供了新途径。现行工艺路线：海水海水过滤过滤沉降沉降 钠离子交换柱去除高价阳离子钠离子交换柱去除高价阳离子逆渗透逆渗透淡水淡水浓水浓水建议新工艺路线建议新工艺路线海水过滤过滤沉降沉降逆渗透逆渗透浓水浓水闪蒸闪蒸淡水淡水淡水淡水盐盐海水海水2024/5/22024/5/24.3 4.3 气体分离气体分离气体分离气体分离 气体分离膜的渗透机理是气体分离膜的渗透机理是 溶解溶解溶解溶解-扩散扩散扩散扩散-脱溶脱溶脱溶脱溶。驱动

61、力是。驱动力是压差。气体混合物的分离迄今得到应用的主要是利用压差。气体混合物的分离迄今得到应用的主要是利用气体在高分子膜材料中的扩散速度速率不同。气体在高分子膜材料中的扩散速度速率不同。在研究各种膜材料对在研究各种膜材料对N N2 2和和CHCH4 4的透过速率时发现，对聚的透过速率时发现，对聚砜膜砜膜 N N2 2的透过率大于的透过率大于CHCH4 4的透过速率，而对硅橡胶膜的透过速率，而对硅橡胶膜相反。丁烷的透过速率比相反。丁烷的透过速率比CHCH4 4 还大，这只能用还大，这只能用C C 1414烃烃类在膜中的溶解度大来解释，而硅橡胶则是从空气中类在膜中的溶解度大来解释，而硅橡胶则是从空

62、气中回收挥发性有机蒸气（回收挥发性有机蒸气（VOC VOC）的第一个材料的第一个材料,还可以还可以从天然气甚至氮气中回收从天然气甚至氮气中回收C C 3 3、C C 4 4气体。气体。增田和东村等合成的聚三甲基硅基丙炔增田和东村等合成的聚三甲基硅基丙炔（PTMSPPTMSP）是气体透过速率最大的是气体透过速率最大的 膜材料。近年有聚膜材料。近年有聚二苯基乙炔衍生物、聚二苯基乙炔衍生物、聚4-4-甲基戊炔等膜材料。甲基戊炔等膜材料。缺点：普遍存在物理老化问题。缺点：普遍存在物理老化问题。2024/5/22024/5/24.4 4.4 亲和膜亲和膜 随着生物工程技术的发展，其下游产品的分离随着生物

63、工程技术的发展，其下游产品的分离随着生物工程技术的发展，其下游产品的分离随着生物工程技术的发展，其下游产品的分离提纯愈见重要。生物化学中利用亲和层析法进行分析和提纯愈见重要。生物化学中利用亲和层析法进行分析和提纯愈见重要。生物化学中利用亲和层析法进行分析和提纯愈见重要。生物化学中利用亲和层析法进行分析和分离。它的原理是基于被分离物质（如氨基酸、蛋白质分离。它的原理是基于被分离物质（如氨基酸、蛋白质分离。它的原理是基于被分离物质（如氨基酸、蛋白质分离。它的原理是基于被分离物质（如氨基酸、蛋白质等）与含有亲和基团的树脂（柱）选择吸附。亲和层析等）与含有亲和基团的树脂（柱）选择吸附。亲和层析等）与含

64、有亲和基团的树脂（柱）选择吸附。亲和层析等）与含有亲和基团的树脂（柱）选择吸附。亲和层析只能限于分离少量纯物质，难以大规模制备。随着膜技只能限于分离少量纯物质，难以大规模制备。随着膜技只能限于分离少量纯物质，难以大规模制备。随着膜技只能限于分离少量纯物质，难以大规模制备。随着膜技术的发展，利用含亲和基团的亲和膜（一般是微滤膜）术的发展，利用含亲和基团的亲和膜（一般是微滤膜）术的发展，利用含亲和基团的亲和膜（一般是微滤膜）术的发展，利用含亲和基团的亲和膜（一般是微滤膜）分四步即可分离出较纯的物质，即：分四步即可分离出较纯的物质，即：分四步即可分离出较纯的物质，即：分四步即可分离出较纯的物质，即：

65、1 1 1 1亲和吸附；亲和吸附；亲和吸附；亲和吸附；2 2 2 2洗涤；洗涤；洗涤；洗涤；3 3 3 3脱附；脱附；脱附；脱附；4 4 4 4浓缩浓缩浓缩浓缩-用纳滤、超滤或渗透。用纳滤、超滤或渗透。用纳滤、超滤或渗透。用纳滤、超滤或渗透。对具有生理活性的对具有生理活性的对具有生理活性的对具有生理活性的 手性化合物药物也可用上手性化合物药物也可用上手性化合物药物也可用上手性化合物药物也可用上述方法分离。药物的合成步骤较多，总收率很低，最终述方法分离。药物的合成步骤较多，总收率很低，最终述方法分离。药物的合成步骤较多，总收率很低，最终述方法分离。药物的合成步骤较多，总收率很低，最终产物因是外消

66、旋体，只有一半是有效药物，因此另一半产物因是外消旋体，只有一半是有效药物，因此另一半产物因是外消旋体，只有一半是有效药物，因此另一半产物因是外消旋体，只有一半是有效药物，因此另一半手性化合物的分离再用，有重要的经济价值。现在大规手性化合物的分离再用，有重要的经济价值。现在大规手性化合物的分离再用，有重要的经济价值。现在大规手性化合物的分离再用，有重要的经济价值。现在大规模生产的药物，每一种手性药物的分离再生，将有上亿模生产的药物，每一种手性药物的分离再生，将有上亿模生产的药物，每一种手性药物的分离再生，将有上亿模生产的药物，每一种手性药物的分离再生，将有上亿美元的经济效益。所以手性药物的膜法分离纯化已成为美元的经济效益。所以手性药物的膜法分离纯化已成为美元的经济效益。所以手性药物的膜法分离纯化已成为美元的经济效益。所以手性药物的膜法分离纯化已成为当前重要研制热点。当前重要研制热点。当前重要研制热点。当前重要研制热点。2024/5/22024/5/2五五.膜过程和其他化工分离过程的联用膜过程和其他化工分离过程的联用 利用各种膜过程联合解决实际应用中的问题称为集成膜过程。利用各种膜过程联合