《膜分離法》ppt課件-文庫(kù)吧
2024-12-31 08:58 本頁(yè)面
【正文】 纖維，醋酸纖維 ? 納濾膜： 聚電解質(zhì) +聚酰胺、聚醚砜 (二） 膜的制造 ?要求： ?（ 1）透過速度 ?（ 2）選擇性 ?（ 3） 機(jī)械強(qiáng)度 ?（ 4） 穩(wěn)定性 相轉(zhuǎn)變制膜 ?不對(duì)稱膜通常用相轉(zhuǎn)變法 (phase inversion method)制造，其步驟如下： ?1．將高聚物溶于一種溶劑中； ?2．將得到溶液澆注成薄膜； ?3．將薄膜浸入沉淀劑（通常為水或水溶液）中，均勻的高聚物溶液分離成兩相，一相為富含高聚物的凝膠，形成膜的骨架，而另一相為富含溶劑的液相，形成膜中空隙。 微濾、超濾、納濾相同點(diǎn)： ①以膜兩側(cè)壓力差為推動(dòng)力；②按體積大小而分離；③膜的制造方法、結(jié)構(gòu)和操作方式都類似。 微濾、超濾、納濾區(qū)別： ① 膜孔徑：微濾 ~10?m 超濾 ~? 納濾~?m ② 分離粒子：微濾截留固體懸浮粒子，固液分離過程；超濾、納濾為分子級(jí)水平的分離； ③ 分理機(jī)理： 微濾、超濾和納濾為截留機(jī)理，篩分作用； ④ 壓差： 微濾、超濾和納濾壓力差不需很大 ~ MPa 透 析 ? 利用具有一定孔徑大小、高分子溶質(zhì)不能透過的親水膜，將含有高分子溶質(zhì)和其它小分子溶質(zhì)的溶液與水溶液或緩沖液分隔；由于膜兩側(cè)的溶質(zhì)濃度不同，在濃差的作用下，高分子溶液中的小分子溶質(zhì)（如無(wú)機(jī)鹽） 透過膜向 水 透滲透，這就是透析。 ? 透析過程中透析膜內(nèi)無(wú)流體流動(dòng)，溶質(zhì)以擴(kuò)散的形式移動(dòng) 透析原理圖 透析法的應(yīng)用 蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽 無(wú)機(jī)鹽 緩沖液 ? 常用于除去蛋白或核酸樣品中的鹽、變性劑、還原劑之類的小分子雜質(zhì)， ? 有時(shí)也用于置換樣品緩沖液。 ? 由于透析過程以濃差為傳質(zhì)推動(dòng)力，膜的透過量很小，不適于大規(guī)模生物分離過程、但在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用較多。 ? 透析法在臨床上常用于腎衰竭患者的血液透析。 超 濾 是以壓力為推動(dòng)力，利用超濾膜不同孔徑對(duì)液體中溶質(zhì)進(jìn)行分離的物理篩分過程。其截?cái)喾肿恿恳话銥?6000到 50萬(wàn)，孔徑為幾十 nm，操作壓 。 蛋白酶液 恒流泵 平板式超濾膜 △ P出 背壓閥 超濾過程示意圖： △ P進(jìn) 透出液 截留液 當(dāng)溶液體系經(jīng)由水泵進(jìn)入超濾器時(shí)，在濾器內(nèi)的超濾膜表面發(fā)生分離，溶劑（水）和其它小分子量溶質(zhì)透過具有不對(duì)稱微孔結(jié)構(gòu)的濾膜，大分子溶質(zhì)和微粒（如蛋白質(zhì)、病毒、細(xì)菌、膠體等）被濾膜阻留，從而達(dá)到分離、提純和濃縮產(chǎn)品的目的。 超濾應(yīng)用 ? 超濾從 70年代起步， 90年代獲得廣泛應(yīng)用 ,已成為應(yīng)用領(lǐng)域最廣的技術(shù)。 ? 蛋白、酶、 DNA的濃縮 ? 脫鹽 /純化 ? 梯度分離（相差 10倍） ? 清洗細(xì)胞、純化病毒 ? 除病毒、熱源 微 濾 以多孔薄膜為過濾介質(zhì)， 壓力差 為推動(dòng)力，利用篩分原理使不溶性粒子（ ）得以分離的操作。操作壓力。 微濾應(yīng)用 ? 除去水 /溶液中的細(xì)菌和其它微粒； ? 除去組織液、抗菌素、血清、血漿蛋白質(zhì)等多種溶液中的菌體； ? 除去飲料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜質(zhì)。 納濾 ?納濾技術(shù)是反滲透膜過程為適應(yīng)工業(yè)軟化水的需求及降低成本的經(jīng)濟(jì)性不斷發(fā)展的新膜品種，以適應(yīng)在較低操作壓力下運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低成本演變發(fā)展而來(lái)的。 ?膜組器于 80年代中期商品化。納濾膜大多從反滲透膜衍化而來(lái)。 ?納濾 ( NF， Nanofiltration)是一種介于反滲透和超濾之間的壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過程。 ?納濾分離范圍介于反滲透和超濾之間，截?cái)喾肿恿糠秶s為 MWCO300～ 1000 ，能截留透過超濾膜的那部分有機(jī)小分子，透過無(wú)機(jī)鹽和水 。 納濾膜的特點(diǎn) ?納濾膜的 截留率大于 95%的最小分子約為 １ nm,故稱之為納濾膜。 ?從結(jié)構(gòu)上看納濾膜大多是 復(fù)合膜 ，即膜的表面分離層和它的支撐層的化學(xué)組成不同。其表面分離層由聚電解質(zhì)構(gòu)成。 ?能透過一價(jià)無(wú)機(jī)鹽， 滲透壓遠(yuǎn)比反滲透低 ，故操作壓力很低。 達(dá)到同樣的滲透通量所必需施加的壓差比用RO膜低 ～ 3 MPa，因此納濾又被稱作“低壓反滲透”或“疏松反滲透” ( Loose RO )。 1. 篩分： 對(duì) Na+和 Cl 等單價(jià)離子的截留率較低，但對(duì) Ca2+、 Mg2+、 SO42截留率高，對(duì)色素、染料、抗生素、多肽和氨基酸等小分子量（ 2001000）物質(zhì)可進(jìn)行分級(jí)分離，實(shí)現(xiàn)高相對(duì)分子量和低相對(duì)分子量有機(jī)物的分離， 2. 道南（ Donnan）效應(yīng)： 納濾膜本體帶有電荷性，對(duì)相同電荷的分子（陽(yáng)離子）具有較高的截留率。 ?低壓力下仍具有較高脫鹽性能； ?分離分子量相差不大但帶相反電荷的小分子（短肽、氨基酸、抗生素）。 納米膜的分離機(jī)理 納濾膜分離機(jī)理示意圖 ＋＋－料 液帶 負(fù)
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