【正文】 過程無相變化，不消耗化學(xué)藥品，這些基本特征決定了它以下的應(yīng)用范圍。 一般來說，分離溶液中分子量低于 500的低分子物質(zhì)，應(yīng)該采用反滲透膜；分離溶液中分子量大于 500的大分子或極細的膠體粒子可以選擇超濾膜，而分離溶液中的直徑～ 10μm 的粒子應(yīng)該選微孔膜。 用于實施反滲透操作的膜為反滲透膜。當液面升高至 H時，滲透達到平衡，兩側(cè)的壓力差就稱為滲透壓 （圖 23b） 。 反滲透技術(shù) 1. 反滲透原理及反滲透膜的特點 滲透和反滲透的原理如 圖 23所示。 （ 3）食品工業(yè)中的廢水處理 在牛奶加工廠中用超濾技術(shù)可從乳清中分離蛋白和低分子量的乳糖。 超濾技術(shù)主要用于含分子量 500～ 500,000的微粒溶液的分離，是目前應(yīng)用最廣的膜分離過程之一，它的應(yīng)用領(lǐng)域涉及化工、食品、醫(yī)藥、生化等。此外，單位體積中空纖維狀超濾膜的內(nèi)表面積很大，能有效提高滲透通量。支撐層的作用為起支撐作用，提高膜的機械強度。膜上微孔的尺寸和形狀決定膜的分離效率。常溫操作也不會引起藥物的受熱破壞和變性。 （ 5）藥物的除菌和除微粒 以前藥物的滅菌主要采用熱壓法。 （ 2）微粒和細菌的檢測 微孔膜可作為微粒和細菌的富集器，從而進行微粒和細菌含量的測定。 ④ 無介質(zhì)脫落。能將液體中所有大于制定孔徑的微粒全部截留； ② 孔隙大，流速快。實施微孔過濾的膜稱為微孔膜。收縮變形使膜孔徑大幅度下降，孔徑分布不均勻，嚴重時還會造成膜的破裂。 微生物的破壞主要發(fā)生在醋酸纖維素膜，而水解和冷凍破壞則對任何膜都可能發(fā)生。而用 LS法制備表面層小于 的膜極為困難。 將制膜材料用溶劑形成均相制膜液，在模具中流涎成薄層，然后控制溫度和濕度，使溶液緩緩蒸發(fā)，經(jīng)過相轉(zhuǎn)化就形成了由液相轉(zhuǎn)化為固相的膜。 目前，國內(nèi)外的制膜方法很多，其中最實用的是相轉(zhuǎn)化法（流涎法和紡絲法）和復(fù)合膜化法。聚乙烯醇 /丙烯腈接枝共聚物也可用作膜材料。在淡化海水的應(yīng)用中，主要使用的是強酸型陽離子交換膜。 ③ 聚吡嗪酰胺類 這類膜材料可用界面縮聚方法制得。長期使用穩(wěn)定性好。 這類產(chǎn)品對鹽水的分離率在 80％～ 90％之間，但透水率很低，僅 ml/cm2 聚砜類樹脂常用的制膜溶劑有：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、 N— 甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜等。 纖維素醋類材料易受微生物侵蝕， pH值適應(yīng)范圍較窄，不耐高溫和某些有機溶劑或無機溶劑。 醋酸纖維素是當今最重要的膜材料之一。此外，也取決于膜的制備技術(shù)。 表 22 幾種主要分離膜的分離過程 膜過程 推動力 傳遞機理 透過物 截留物 膜類型 微濾 壓力差 顆粒大小形狀 水、溶劑溶解物 懸浮物顆粒 纖維多孔膜 超濾 壓力差 分子特性大小形狀 水、溶劑小分子 膠體和超過截留分子量的分子 非對稱性膜 納濾 壓力差 離子大小及電荷 水、一價離子、多價離子 有機物 復(fù)合膜 反滲透 壓力差 溶劑的擴散傳遞 水、溶劑 溶質(zhì)、鹽 非對稱性膜復(fù)合膜 續(xù)上表 膜過程 推動力 傳遞機理 透過物 截留物 膜類型 滲析 濃度差 溶質(zhì)的擴散傳遞 低分子量物、離子 溶劑 非對稱性膜 電滲析 電位差 電解質(zhì)離子的 選擇傳遞 電解質(zhì)離子 非電解質(zhì)， 大分子物質(zhì) 離子交換膜 氣體分離 壓力差 氣體和蒸汽的 擴散滲透 氣體或蒸汽 難滲透性氣 體或蒸汽 均相膜、復(fù)合 膜，非對稱膜 滲透蒸發(fā) 壓力差 選擇傳遞 易滲溶質(zhì)或溶劑 難滲透性溶 質(zhì)或溶劑 均相膜、復(fù)合 膜，非對稱膜 液膜分離 濃度差 反應(yīng)促進和 擴散傳遞 雜質(zhì) 溶劑 乳狀液膜、支 撐液膜 膜材料及膜的制備 膜材料 用作分離膜的材料包括廣泛的天然的和人工合成的 有機高分子材料 和 無機材料 。 （ 4） 按功能分類 日本著名高分子學(xué)者清水剛夫?qū)⒛ぐ垂δ芊譃榉蛛x功能膜（包括氣體分離膜、液體分離膜、離子交換膜、化學(xué)功能膜）、能量轉(zhuǎn)化功能膜（包括濃差能量轉(zhuǎn)化膜、光能轉(zhuǎn)化膜、機械能轉(zhuǎn)化膜、電能轉(zhuǎn)化膜，導(dǎo)電膜）、生物功能膜（包括探感膜、生物反應(yīng)器、醫(yī)用膜）等。 在此期間，除上述三大膜外，其他類型的膜也獲得很大的發(fā)展。反滲透膜開始工業(yè)化。美國 Amicon公司首先將這種膜商品化。他提出，用比濾紙孔徑更小的棉膠膜或賽璐酚膜過濾時，若在溶液側(cè)施加壓力，使膜的兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，即可分離溶液中的細菌、蛋白質(zhì)、膠體等微小粒子，其精度比濾紙高得多。 膜分離過程： 沒有相的變化 (滲透蒸發(fā)膜除外 )，常溫下即可操作；由于避免了高溫操作，所濃縮和富集物質(zhì)的性質(zhì)不容易發(fā)生變化，因此在膜分離過程食品、醫(yī)藥等行業(yè)使用具有獨特的優(yōu)點；膜分離裝置簡單、操作容易，對無機物、有機物及生物制品均可適用，并且不產(chǎn)生二次污染。 膜分離技術(shù)：利用膜對混合物中各組分的選擇滲透性能的差異來實現(xiàn)分離、提純和濃縮的新型分離技術(shù)。 膜分離過程三種形式： ① 滲析式膜分離 料液中的某些溶質(zhì)或離子在濃度差、電位差的推動下，透過膜進入接受液中，從而被分離出去。 物質(zhì)分離類型 1)同種物質(zhì)按不同大小尺寸的分離； 2)異種物質(zhì)的分離； 3)不同物質(zhì)狀態(tài)的分離等。被膜分割的流體物質(zhì)可以是液態(tài)的，也可以是氣態(tài)的。 膜的形式可以是固態(tài)的，也可以是液態(tài)的。 膜在生產(chǎn)和研究中的使用技術(shù)被稱為膜技術(shù)。 膜分離過程推動力： 濃度差、壓力差和電位差 等。溶質(zhì)從料液進入液膜相當于萃取，溶質(zhì)再從液膜進入接受液相當于反萃取。并且膜技術(shù)還可以和常規(guī)的分離方法結(jié)合起來使用，使技術(shù)投資更為經(jīng)濟。 1861年，施密特（ A. Schmidt）首先提出了超過濾的概念。 1961年，米切利斯（ A. S. Michealis）等人用各種比例的酸性和堿性的高分子電介質(zhì)混合物以水 — 丙酮 — 溴化鈉為溶劑，制成了可截留不同分子量的膜，這種膜是真正的超過濾膜。同一時期，丹麥 DDS公司研制成功平板式反滲透膜組件。以后又開發(fā)了許多其它類型的分離膜。 （ 3）按膜斷面的物理形態(tài)分類 根據(jù)分離膜斷面的物理形態(tài)不同，可將其分為對稱膜， 不對稱膜、復(fù)合膜、平板膜、管式膜、中空纖維膜等。幾種主要的膜分離過程及其傳遞機理如表 22所示。這主要決定于膜的一些特定要求，如分離效率、分離速度等。以日本為例，纖維素酯類膜占 53％，聚砜膜占 ％，聚酰胺膜占 ％，其他材料的膜占 2％，可見纖維素酯類材料在膜材料中占主要地位。此外，醋酸丙酸纖維素、醋酸丁酸纖維素也是很好的膜材料。 （ 2）主要的非纖維素酯類膜材料 （ i）聚砜類 聚砜結(jié)構(gòu)中的特征基團為，為了引入親水基團，常將粉狀聚砜懸浮于有機溶劑中，用氯磺酸進行磺化。 （ ii）聚酰胺類 早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺，如尼龍 尼龍 66等制成的中空纖維膜。h。 ② 聚苯并咪唑酮類 這類膜的代表是日本帝人公司生產(chǎn)的 PBLL膜，這種膜對 ％ NaCl溶液的分離率達 90％～ 95％，并有較高的透水速率。與離子交換樹脂相同，離子交換膜也可分為強酸型陽離子