膜萃取技術(shù)綜述論(編輯修改稿)
2025-02-04 10:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工業(yè)應(yīng)用與推廣。當(dāng)前從事大塊液膜的研究人員主要是進(jìn)行基礎(chǔ)研究，有研究者采用內(nèi)耦合大 塊液膜分離技術(shù)研究了鉛離子的分離。 靜電式準(zhǔn)液膜 靜電式準(zhǔn)液膜技術(shù)將靜電相分散技術(shù)與液膜原理相結(jié)合，萃取與反萃取在同一裝有電極的反應(yīng)槽中進(jìn)行。特制擋板將反應(yīng)槽分隔為萃取池與反萃池，反應(yīng)槽的底部用隔板分為萃取與反萃澄清池，含萃取劑油溶液置于槽上部。該過(guò)程應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵是研制耐高壓、耐化學(xué)腐蝕、憎水耐油、傳質(zhì)阻力小、泄漏率低的擋板電極。 6 液膜分離過(guò)程的傳質(zhì)機(jī)理是有其特色的，這也是液膜技術(shù)可能在傳質(zhì)速率、分離效率和選擇性上出現(xiàn)明顯提高的原因。 液膜技術(shù)的分離機(jī) 理主要可以歸納為下述幾種類型。 單純遷移 又稱物理滲透，主要基于溶質(zhì)間分配系數(shù)的差別實(shí)現(xiàn)分離。在間隙操作中，當(dāng)反萃相中溶質(zhì)濃度增大到與料液相相同時(shí)，滲透達(dá)到平衡，溶質(zhì)遷移不再發(fā)生。無(wú)溶質(zhì)濃縮效應(yīng)。 反萃相化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)遷移 又稱為Ⅰ型促進(jìn)遷移，在有機(jī)酸等弱酸性電解質(zhì)的分離中，可利用強(qiáng)堿（如 NaOH）溶液為反萃相，與料液中溶質(zhì)發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)生成不溶于膜相的鹽。在膜相傳質(zhì)速率為控制步驟，即 NaOH 與酸的反應(yīng)速率很快時(shí)，反萃相中有機(jī)酸的深度接近于零，使膜兩側(cè)保持最大濃度差。溶質(zhì)在反萃 相可得到濃縮，并且反應(yīng)速度快。 膜相載體輸送 又稱Ⅱ型促進(jìn)遷移。在膜相加入可與目標(biāo)產(chǎn)物發(fā)生可逆化學(xué)反應(yīng)的萃取劑C（流動(dòng)載體）。特點(diǎn)：可提高溶質(zhì)的滲透性和選擇性，而且載體輸送具有能量泵的作用，使目標(biāo)溶質(zhì)從低濃區(qū)沿反濃度梯度方向向高濃區(qū)持續(xù)遷移。 注：根據(jù)向流動(dòng)載體供能方式不同，分為 逆向遷移 它是液膜中含有離子型載體時(shí)溶質(zhì)的遷移過(guò)程 (見圖 1)。載體 C 在膜界面 I與欲分離的溶質(zhì)離子 1 反應(yīng)，生成絡(luò)合物 C1，同時(shí)放出供能溶質(zhì) 2。生成的 C1在膜內(nèi)擴(kuò)散到界面Ⅱ并與溶質(zhì) 2 反應(yīng)，由于供入能量而釋放出溶質(zhì) 1 和形 成載體絡(luò)合物 C2 并在膜內(nèi)逆向擴(kuò)散，釋放出的溶質(zhì) 1 在膜內(nèi)溶解度很低，故其不能7 返回去，結(jié)果是溶質(zhì) 2 的遷移引起了溶質(zhì) 1 逆濃度遷移，所以稱其為逆向遷移，它與生物膜的逆向遷移過(guò)程類似。 圖 1 逆相遷移機(jī)理 同向遷移 它是支撐液膜中含有非離子型載體時(shí)溶質(zhì)的遷移過(guò)程。液膜所載帶的溶質(zhì)是中性鹽，它與陽(yáng)離子選擇性絡(luò)合的同時(shí)，又與陰離子絡(luò)合形成離子對(duì)而一起遷移，故稱為同向遷移，見圖 2。載體 C 在界面 I 與溶質(zhì) 2 反應(yīng) (溶質(zhì) 1 為欲濃集離子，而溶質(zhì) 2 供應(yīng)能量 )，生成載體絡(luò)合物 C12 并在膜內(nèi)擴(kuò)散至界面Ⅱ，在界面Ⅱ釋放 出溶質(zhì) 2，并為溶質(zhì) 1 的釋放提供能量，解絡(luò)載體 C 在膜內(nèi)又向界面 I 擴(kuò)散。結(jié)果，溶質(zhì) 2 順其濃度梯度遷移，導(dǎo)致溶質(zhì) 1 逆其濃度梯度遷移，但兩溶質(zhì)同向遷移，它與生物膜的同向遷移相類似。 8 圖 2 同向遷移機(jī)理 膜溶劑 生物分離中所用的液膜基本為油膜，其中有機(jī)溶劑（膜溶劑）占 90%以上；膜溶劑相當(dāng)于化學(xué)萃取的稀釋劑，對(duì)液膜的性能和液膜萃取操作影響很大，必須根據(jù)實(shí)際的分離物系選擇合適的膜溶劑；膜溶劑的黏度是影響乳狀液膜穩(wěn)定性、液膜厚度和液膜傳質(zhì)阻力的重要參數(shù)。黏度較高的膜溶劑可增大液膜厚度，提高液膜穩(wěn)定性，但溶質(zhì)透過(guò)液膜的阻力增大，不利于溶質(zhì)的快速遷移；黏度較低的膜溶劑可使液膜的厚度減小，傳質(zhì)系數(shù)增大，但液膜不夠穩(wěn)定，在操作中易破損，影響分離效果。 表面活性劑 表面活性劑對(duì)
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