㈠ 纳滤膜为什么可以在较低的操作压力条件下实现较高的脱盐率
应用纳滤膜对溶液中的溶质进行分离时,它的截留率会受到一些因素回的影响,从而呈现出不同的变化答规律,对这个规律进行详细的了解有利于更好的应用纳滤膜的分离性能。
这里我们将主要针对纳滤膜在对溶液进行分离的过程中,其根据处理溶质的不同所呈现的一些变化规律做以下详细介绍:
一、若保持系统的压力恒定,那么纳滤膜的截留率将会随着溶液浓度的增加而降低。
二、这种膜的截留率与溶质的摩尔质量变化成正比,当摩尔质量减少时,那么截留率也将随之降低。
三、如果溶液的浓度保持恒定时,那么膜的截留率将同其两侧压差变化形成正比,压差降低将导致截留率也随之下降。
四、对于溶液中一些常见的阴离子,膜的截留率将按照硝酸根离子、氯离子、氢氧离子、硫酸离子的顺序依次升高。
五、对于溶液中一些常见的阳离子,膜的截留率将按照氢离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、铜离子的顺序依次升高。
㈡ 目前国内饮用水的处理技术主要有哪些纳滤膜有没有在应用
纳滤膜通用信息:
• 元件一旦润湿,就应该始终保持湿润。
• 如用户没有严格遵循本规范设定的操作限值和导则,有限质保将失效。
• 系统长期停机时,为了防止微生物滋长,建议将膜元件浸入保护液中。标准的保存液含1.5%(重量)的亚硫酸氢钠(食品级)。
• 元件至少需使用 6 小时后方可用甲醛消毒杀菌。如果在 6 小时内使用甲醛,可能导致通量损失。
• 该膜对氯(次氯酸盐)的短期攻击有一定抵抗力,但连续接触会破坏膜,故应避免。
• 用户应该对使用不兼容的化学药品和润滑剂对元件造成的影响负责。
• 任何时候都要避免产品水侧产生背压。
• 第一小时内的产品水应该放掉不用。
㈢ 分离碱性不同的混合生物碱可用什么方法
摘要:利用生物碱盐能够交换到强酸型阳离子交换树脂柱上,一般要采用强酸型阳离子交换树脂从氢氧化钠溶液中提取,再用盐酸洗下来.同时强酸型阳离子交换树脂也得到再生. 生物碱的提取: 由于各种生物碱的结构不同,性质各异,提取分离方法也不尽相同,主要是根据生物碱的溶解度而定.生物碱大都能溶于氯仿、甲醇、乙醇等有机溶剂,除季铵碱和一些分子量较低或含极性基团较多的生物碱外,一般均不溶或难溶于水,而生物碱与酸结合成盐时则易溶于水和醇.基于这种特性,可用不同的溶剂将生物碱从中药中提出,常用的提取溶剂有下列3种: (1) 非极性溶剂:样品先用10%氢氧化铵溶液湿润,使中草药中与酸结合成盐的生物碱呈游离状态,然后用氯仿或乙醚等提取,一些与酸结合比较稳定的生物碱盐类和鞣酸盐或碱性较强的生物碱盐类和鞣酸盐或碱性较强的生物碱盐等,氢氧化铵不能将其完全分解,可用碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙或氧化镁,甚至氢氧化钠碱化,这个方法的缺点是不能提出水溶性生物碱.
(2) 极性溶剂:极性较大的生物碱可用中性甲醇、乙醇、酸性甲醇、乙醇、酸水(常用0.1%~1%盐酸、硫酸、乙酸、酒石酸等)以及缓冲液等进行提取,该方法较简便,但提出的杂质较多,需进一步净化.
(3) 混合溶剂:用不同极性的溶剂按不同比例混合,可以较好地进行提取,如麦角用氯仿:甲醇:氢氧化铵(90:9:1),百部、粉防已用乙醚:氯仿:乙醇:10%氢氧化铵溶液(25:8:25:1)等.
水溶性生物碱还可采用与生物碱沉淀试剂如雷氏盐(硫氰化铬铵)、磷钨酸等生成不溶的复盐而从水溶液中析出.生物碱与雷氏盐生成的沉淀可溶于丙酮,再通过阳离子交换树脂,用氢氧化铵洗脱即得游离的生物碱,生物碱与磷钨酸生成的沉淀可与固体碳酸钾研磨使干燥,再用无水乙醇热提.
实际上,每种分析法的建立都要对上述三类溶剂作比较,以优选出最佳提取溶剂.
生物碱的提取方法,常用的有冷浸、渗漉、超声波、索氏提取、热回流提取,由于中药分析所涉及到的大部分内容是有机化合物微量分析,故需要的样品量很少,因此,实际上是少量样品与大量提取溶剂,加上样品又经粉碎过筛,常常冷浸提取液中被测组分浓度与提取液中粉碎的样品内所含被测组分相当,即能提取完全.为了使提取更完全,也常常对上述方法进行组合如冷浸-渗漉,冷浸-超声波,冷浸-索氏提取,冷浸-热回流提取,因冷浸、冷浸-超声波提取操作简便,故使用较多,必要时,要对上述方法作比较,以优选出最佳提取方法.
分离:
1.净化
上述方法得到的总生物碱中常含有大量杂质,在分离之前一般需净化.净化的方法常依据提取方法及含有的杂质而定.
·水或酸水提取液的净化
1. 离子交换树脂法
提取液
│
│通过强酸型(氢型)阳离子交换树脂
┌——————┴———————————┐
↓ ↓
流出液 树脂柱
(非碱性物质) ┌——————┴———————————┐
│方法一 │方法二
│氨液碱化树脂 │碱液洗脱
│晾干后,亲脂性有机溶剂提取 │
↓ ↓
亲脂性总生物碱 亲水性总生物碱
2. 有机溶剂萃取法
提取液
│
│碱化,亲脂性有机溶剂萃取
┌——————┴———————————┐
↓ ↓
有机溶剂层 碱水层
│
│浓缩
↓
总生物碱
㈣ 净水器纳滤和反渗透的哪个好
净水器目前就三种 4种 一是陶瓷滤芯加活性炭 二是超滤加活性炭 三是PP棉加活性炭 四是反渗透系统需要PP棉超滤滤活性炭等为反渗透服务。
前三者是初级过滤后再是厨房的终端系统。
㈤ 常见分离混合物的方法及使用范围
倾析:从液体中分离密度较大且不溶的固体 分离沙和水
过滤:从液体中分离不溶的固体 净化食用水
溶解和过滤:分离两种固体,一种能溶于某溶剂,另一种则不溶 分离盐和沙
离心分离法:从液体中分离不溶的固体 分离泥和水
结晶法:从溶液中分离已溶解的溶质 从海水中提取食盐
分液:分离两种不互溶的液体 分离油和水
萃取:加入适当溶剂把混合物中某成分溶解及分离 用庚烷
提取水溶液中的碘
蒸馏:从溶液中分离溶剂和非挥发性溶质 从海水中取得纯水
分馏:分离两种互溶而沸点差别较大的液体 从液态空气中分离氧和氮; 石油的精炼
升华:分离两种固体,其中只有一种可以升华 分离碘和沙
吸附:除去混合物中的气态或固态杂质 用活性炭除去黄糖中的有色杂质
色层分析法:分离溶液中的溶质 分离黑色墨水中不同颜色的物质
(二)分离、提纯和溶液配制等实验技能
1。分离与提纯的基本操作
操作名称
适用范围
实例
操作要点
过滤(溶液洗涤)
溶物与不溶物的分离
粗盐提纯
一贴二低三靠;加水洗涤溶液除去吸附的离子
结晶(重结晶)
固体、液体分离溶解性不同的固体可溶物分离
食盐溶液的蒸发结晶,KNO3和NaCl混合物的分离
加热时不断用玻璃棒搅拌防止溅出,有较多固体析出时撤灯用余热将溶液蒸干
蒸馏、分馏
沸点不同的液体混合物分离
石油中各馏分的分离,乙醇、乙酸、乙酸乙酯混合物中分离出乙酸乙酯
蒸馏烧瓶要垫石棉网,内部加碎瓷片,温度计水银球放在支管口略下的位置,冷却水和蒸气逆向
萃取、分液
两种互溶液体的分离、两种不互溶液体的分离
用CCl4从碘水中分离出碘
分液漏斗装液不超过容积的3/4;两手握漏斗、倒转、用力振荡、反复,静置分层,分液
洗气
气气分离(杂质气体与试剂反应)
饱和食盐水除去Cl2中的HCl;溴水除去CH4中的C2H2
混合气通过洗气瓶,长进短出
渗析
胶体与溶液中溶质的分离
除去淀粉胶体中的NaCl
混合物装入半透膜袋中浸入蒸馏水中适当时间
加热
杂质发生反应
除Na2CO3中NaHCO3;
除去MnO2中的C
玻璃棒搅拌使受热均匀
升华
分离易升华的物质
碘、萘等的提纯
盐析
胶体从混合物中分离
硬脂酸钠溶液中加入食盐细粒;蛋清中加入饱和(NH4)2SO4
2。常见物质分离提纯归纳
混合物,括号内为杂质
所用试剂
分离方法
NaOH(Na2CO3)
Ca(OH)2
溶解、加试剂、过滤
NaHCO3(Na2CO3)
CO2
溶解、通入足量试剂、蒸发
Na2CO3(NaHCO3)
加热
NaCl(Na2CO3、NaHCO3)
HCl
加入足量试剂,蒸发
CO2(HCl、SO2)
饱和Na2CO3溶液
洗气
CO(CO2)
NaOH
洗气
CO2(CO)
CuO
加热
O2(CO2)
Na2O2
足量试剂充分反应
NaCl(NH4Cl)
加热
KI(I2)
CCl4
加热升华或加试剂萃取
Cl2(HCl)
饱和NaCl溶液
洗气
KNO3(NaCl)
H2O
重结晶过滤
Fe2+(Fe3+)
Fe
过滤
Fe3+(Fe2+)
H2O2
加入足量试剂
SiO2(CaCO3、CaO)
HCl
过滤
烷(烯炔)
溴水
洗气
气态烷、烯、炔(H2S、CO2、SO2)
NaOH溶液
洗气
苯(甲苯)
KMnO4酸性溶液
分液
苯(苯磺酸)
NaOH溶液
分液
溴苯(溴)
NaOH溶液
分液
甲苯(乙醛)
水
分液
甲苯(苯酚)
NaOH溶液
分液
苯酚(苯)
NaOH溶液、CO2
加NaOH溶液分液,取水层通入过量CO2,分液
溴乙烷(乙醇)
水
分液
续表
混合物,括号内为杂质
所用试剂
分离方法
乙醇(水)
CaO
蒸馏
乙醇(NaCl)
蒸馏
乙酸(甲酸)
醋酸钠晶体
蒸馏
乙酸乙酯(乙酸、乙醇)
饱和Na2CO3溶液
分液
硬脂酸钠溶液(NaCl)
半透膜
渗析
硬脂酸钠溶液(甘油)
NaCl粉末
盐析、过滤
蛋白质(饱和硫酸铵溶液)
半透膜
渗析
硝基苯(硝酸)
NaOH溶液
分液
淀粉溶液(NaCl)
半透膜
渗析
甲烷(H2S)
NaOH溶液或CuSO4溶液
洗气
3。化学灼伤的急救措施
灼烧物质
急救措施
各种酸(浓硫酸、硝酸、冰醋酸等)
立即用水冲洗,接着用3%~5%的碳酸氢钠溶液中和,最后用水清洗,必要时涂上甘油。如果出现水泡,应涂上紫药水。
氢氟酸
先立即用流水长时间冲洗(15~30 min),然后用3%~5%碳酸氢钠溶液湿敷,再涂上33%的氧化镁甘油糊剂或敷上1%的氢化可的松软膏。
各种碱(氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等)
先用大量水冲洗,然后涂上2%的硼酸或2%的醋酸。
溴
先用大量水冲洗,再用1体积氨水(22.5%)、1体积松节油和10体积酒精(95%)的混合液涂敷。
磷
立即用水冲洗,再用3%~5%的碳酸氢钠溶液浸泡,以中和生成的磷酸。然后用2%的硫酸铜溶液冲洗,使磷转化为难溶的磷化铜。再用水冲洗残留的硫酸铜溶液,最后按灼烧伤处理。切不可使伤口暴露在空气中或用油脂类涂敷。
酚
用浸了甘油或酒精的棉球抹去污物,再用清水冲洗干净,最后再用硫酸钠饱和溶液湿敷。也可用4体积酒精(75%)和1体积0.5 mol·L-1的氯化铁溶液组成的混合液洗。不可用热水冲洗污物,否则会加重损伤。
4。常见气体的制备
制取
气体
反应原理(反应条件、化学方程式)
装置类型
收集方法
注意事项
O2
CH4
NH3
2KClO3 2KCl+3O2
或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
CH3COONa+NaOH Na2CO3+CH4
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O
固体
+
固体
·
加热
排水法
向下排气法
①检查装置气密性。②装固体的试管口要略向下倾斜。③先均匀加热,后固定在放药品处加热。④用排水法收集,停止加热前,应先把导气管撤离水面,才能熄灭酒精灯。⑤制CH4须用无水CH3COONa
Cl2
HCl
NO
C2H4
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O
NaCl(固)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
CH3-CH2-OH CH2===CH2+H2O
固体+液体 液体+液体
·
加
热
向上
排气法
排
水
法
①同上①、③、④条内容。②液体与液体加热反应器内应添加碎瓷片以防暴沸。③氯气有毒,尾气要用碱液吸收。④制取乙烯温度应控制在170℃左右。⑤HCl要用水吸收(接倒置漏斗)
H2
C2H2
CO2
SO2
NO2
H2S
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2
CaC2+2H2O―→Ca(OH)2+CH≡CH
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2+H2O
Na2SO3+H2SO4(1∶1)===Na2SO4+SO2+H2O
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
FeS+H2SO4(稀)===FeSO4+H2S
固体
+
液体
·
不加热
向下排气法
或排水法
向上
排气法
①检查装置气密性。②使用长颈漏斗时,要把漏斗颈插入液面以下。③使用启普发生器时,反应物固体应是块状,且不溶于水(H2、CO2、H2S可用)。④制取乙炔要用分液漏斗,以控制反应速率。⑤H2S剧毒,应在通风橱中制备,或用碱液吸收尾气。不可用浓H2SO4
5。中学化学实验操作中的7原则
(1)“从下往上”原则。以Cl2实验室制法为例,装配发生装置顺序是:放好铁架台→摆好酒精灯→根据酒精灯位置固定好铁圈→石棉网→固定好圆底烧瓶。
(2)“从左到右”原则。装配复杂装置应遵循从左到右的顺序。如上装置装配顺序为:发生装置→集气瓶→烧杯。
(3)先“塞”后“定”原则。带导管的塞子在烧瓶固定前塞好,以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损坏仪器。
(4)“固体先放”原则。上例中,烧瓶内试剂MnO2应在烧瓶固定前装入,以免固体放入时损坏烧瓶。总之固体试剂应在固定前加入相应容器中。
(5)“液体后加”原则。液体药品在烧瓶固定后加入。如上例中浓盐酸应在烧瓶固定后在分液漏斗中缓慢加入。
(6)先验气密性(装入药口前进行)原则。
(7)后点酒精灯(所有装置装完后再点酒精灯)原则。
6。实验中温度计的使用
(1)测反应混合物的温度:这种类型的实验需要测出反应混合物的准确温度,因此,应将温度计插入混合物中间。①测物质溶解度;②实验室制乙烯。
(2)测蒸气的温度:这种类型的实验,多用于测量物质的沸点,由于液体在沸腾时,液体和蒸气的温度相同,所以只要测蒸气的温度。①实验室蒸馏石油;②测定乙醇的沸点。
(3)测水浴温度:这种类型的实验,往往只要使反应物的温度保持相对稳定,所以利用水浴加热,温度计则插入水浴中。①温度对反应速率影响的反应;②苯的硝化反应。
7。化学实验基本操作中的“不”15例
(1)不能用手接触实验室里的药品,不要将鼻子凑到容器口去闻气体的气味,更不能尝结晶的味道。
(2)做完实验,用剩的药品不得抛弃,也不要放回原瓶(活泼金属钠、钾等例外)。
(3)取用液体药品时,把瓶塞打开不要正放在桌面上,瓶上的标签应向着手心,不应向下,放回原处时标签不应向里。
(4)若眼睛里溅进了酸或碱,切不可用手揉眼,应及时想办法处理。
(5)称量药品时,不能把称量物直接放在托盘上,也不能把称量物放在右盘上,加砝码时不要用手去拿。
(6)用滴管添加液体时,不要把滴管伸入量筒(试管)或接触筒壁(试管壁)。
(7)向酒精灯里添加酒精时,不得超过酒精灯容积的2/3,也不得少于容积的1/3。
(8)不得用燃着的酒精灯去对点另一只酒精灯,熄灭时不得用嘴去吹。
(9)给物质加热时不得用酒精灯的内焰和焰心。
(10)给试管加热时,不要把拇指按在短柄上,切不可使试管口对着自己或旁人,液体的体积一般不要超过试管容积的1/3。
(11)给烧瓶加热时不要忘了垫上石棉网。
(12)用坩埚或蒸发皿加热完后,不要直接用手拿回,应用坩埚钳夹取。
(13)使用玻璃容器加热时,不要使玻璃容器的底部跟灯芯接触,以免容器破裂。烧得很热的玻璃容器,不要用冷水冲洗或放在桌面上,以免破裂。
(14)过滤液体时,漏斗里液体的液面不要高于滤纸的边缘,以免杂质进入滤液。
(15)在烧瓶口塞橡皮塞时,切不可把烧瓶放在桌上再使劲塞进塞子,以免压破烧瓶。
8。化学实验中的“先与后”22例
(1)加热试管时,应先均匀加热后局部加热。
(2)用排水法收集气体时,先拿出导管后再撤酒精灯。
(3)制取气体时,先检验气密性后装药品。
(4)收集气体时,先排净装置中的空气后再收集。
(5)稀释浓硫酸时,烧杯中先装一定量蒸馏水后再沿器壁缓慢注入浓硫酸。
(6)点燃H2、CH4、C2H4等可燃气体时,先检验纯度再点燃。
(7)检验卤代烃分子的卤元素时,在水解后的溶液中先加稀HNO3再加 AgNO3溶液。
(8)检验NH3(用红色石蕊试纸)、Cl2(用淀粉KI试纸)、H2S[用Pb(Ac)2试纸]等气体时,先用蒸馏水润湿试纸后再与气体接触。
(9)做固体药品之间的反应实验时,先单独研碎后再混合。
(10)配制FeCl3、SnCl2等易水解的盐溶液时,先溶于少量浓盐酸中,再稀释。
(11)中和滴定实验时,用蒸馏水洗过的滴定管先用标准液润洗后再装标准液;先用待测液润洗后再移取液体;滴定管读数时先等一二分钟后再读数;观察锥形瓶中溶液颜色的改变时,先等半分钟颜色不变后即为滴定终点。
(12)做焰色反应实验时,每做一次,铂丝应先沾上稀盐酸放在火焰上灼烧到无色时,再做下一次实验。
(13)用H2还原CuO时,先通H2流,后加热CuO,反应完毕后先撤酒精灯,冷却后再停止通H2。
(14)配制物质的量浓度溶液时,先用烧杯加蒸馏水至容量瓶刻度线1 cm~2 cm后,再改用胶头滴管加水至刻度线。
(15)安装发生装置时遵循的原则是:自下而上、先左后右或先下后上、先左后右。
(16)碱液沾到皮肤上,先水洗后涂硼酸溶液。
(17)酸(或碱)流到桌子上,先加NaHCO3溶液(或醋酸)中和,再水洗,最后用布擦。
(18)检验蔗糖、淀粉、纤维素是否水解时,先在水解后的溶液中加NaOH溶液中和H2SO4,再加银氨溶液或Cu(OH)2悬浊液。
(19)用pH试纸时,先用玻璃棒蘸取待测溶液涂到试纸上,再把试纸显示的颜色跟标准比色卡对比,定出pH。
(20)配制和保存Fe2+,Sn2+等易水解、易被空气氧化的盐溶液时,先把蒸馏水煮沸赶走O2,再溶解,并加入少量的相应金属粉末和相应酸。
(21)称量药品时,先在盘上各放两张大小、重量相等的纸(腐蚀药品放在烧杯等玻璃器皿中),再放药品。加热后的药品先冷却、后称量。
9。实验中导管和漏斗的位置的放置方法
(1)气体发生装置中的导管,在容器内的部分都只能露出橡皮塞少许或与其平行,不然将不利于排气。
(2)用排空气法(包括向上和向下)收集气体时,导管都必领伸到集气瓶或试管的底部附近,这样利于排尽集气瓶或试管内的空气,而收集到较纯净的气体。
(3)用排水法收集气体时,导管只需要伸到集气瓶或试管的口部,原因是导管伸入集气瓶和试管的多少都不影响气体的收集,但两者比较,前者操作方便。
(4)进行气体与溶液反应的实验时,导管应伸到所盛溶液容器的中下部,这样利于两者接触,充分发生反应。
(5)点燃H2、CH4等并证明有水生成时,不仅要用大而冷的烧杯,而且导管以伸入烧杯的1/3为宜。若导管伸入烧杯过多,产生的雾滴则会很快气化,结果观察不到水滴。
(6)进行一种气体在另一种气体中燃烧的实验时,被点燃的气体的导管应放在盛有另一种气体的集气瓶的中央。不然,若与瓶壁相碰或离得太近,燃烧产生的高温会使集气瓶炸裂。
(7)用加热方法制得的物质蒸气,在试管中冷凝并收集时,导管口都必须与试管中液体的液面始终保持一定的距离,以防止液体经导管倒吸到反应器中。
(8)若需将HCl、NH3等易溶于水的气体直接通入水中溶解,都必须在导管上倒接一漏斗并使漏斗边沿稍许浸入水面,以避免水被吸入反应器而导致实验失败。
(9)洗气瓶中供进气的导管务必插到所盛溶液的中下部,以利杂质气体与溶液充分反应而除尽。供出气的导管则又务必与塞子齐平或稍长一点,以利排气。
(10)制H2、CO2、H2S和C2H2等气体时,为方便添加酸液或水,可在容器的塞子上装一长颈漏斗,且务必使漏斗颈插到液面以下,以免漏气。
(11)制Cl2、HCl、C2H4气体时,为方便添加酸液,也可以在反应器的塞子上装一漏斗。但由于这些反应都需要加热,所以漏斗颈都必须置于反应液之上,因而都选用分液漏斗。
㈥ 污水处理膜技术的发展阶段及现状!需要相关资料!
膜分离技术的发展和现状
膜分离是人们所掌握的最节能的物质分离(包括分级、纯化、精制、浓缩)技术之一。近三十年来发展极其迅速,已从单纯的海水与苦咸水脱盐、纯水及超纯水的制备、工业用水的回用,逐步拓展到环保、化工、医药、食品、航天等领域中,以每年大于10%的速率递增,发展前景备受关注。
自20世纪60年代Loeb和Saurirajan研制成功了世界第一张非对称型醋酸纤维素反渗透膜以来,大规模海水淡化就变成了现实;20世纪70~80年代开发的超滤、气体分离膜等也已进入工业应用;80~90年代建成无水酒精渗透气化装置,现已大规模推广应用于有机物的回收和脱水;90年代以来被称之为膜接触器(membrane contactor)的膜萃取、膜吸收、膜汽提(membrane-based striping)、膜蒸馏(membrane distillation)等,为膜技术全面溶入大化工(流程工业:包括石油化工、化工、精细化工、制药、食品、发酵工程)领域提供了技术支持;近几年来膜促进传递(facilitated transport)、膜反应器(membrane-reactor)、膜传感器(membrane sensor)、控制释放(controlled release)等膜技术发展很快,膜式燃料电池(membrane fuel cell)则成为当今发达国家探索研究的热点。
目前膜分离技术已被广泛地用于水处理领域如海水淡化、苦咸水脱盐、超纯水制取;医药工业,人工脏器如人工肾
(artificial kidney)、膜式氧合器(membrane oxygenator)、人工肝的制备,以及药剂的浓缩、提纯;食品工业,如果汁和果肉等的浓缩、饮料的灭菌和纯清、从家畜等动物的血液中提取蛋白质;石油化学工业,如天然气中回收氦,合成氨厂尾气中回收氢、石油伴生气二氧化碳的回收、轻烃气流中脱除硫化氢等;环境保护,如废水(电镀废水、印染废水、石油化工废水、食品制药工业废水)中有用物质的回收,以及城市生活污水和放射性废水的处理等。
膜与膜技术的应用领域十分广阔,在当今世界高技术竞争中,也占有极其重要的位置,特别是载人航天、大洋深海探索研究与开发中离不开它,因而深受发达国家的关注。欧盟、日本、美国等早年在膜材料的基础研究和应用开发方面投入大量人力、物力,加拿大、意大利、荷兰和英国等也在膜的基础研究和开发应用上做出了大量的贡献。这些国家(如美国的KOCH、GE、DOW、DuPont;荷兰的norit等公司)在膜元件的制备技术上处于绝对领先的地位。
中国膜科学技术开始于1958年离子交换膜的研究;20世纪60年代研究反渗透膜,曾组织全国海水淡化会战,大大促进我国膜科学技术的发展;70年代就已开发出反渗透(reverse osmosis)、超滤(ultrafiltration)、微滤(microfiltration)和电渗析(electrodialysis)等器件设备,随后投入工业应用;80年代起除继续发展液体分离之外,气体膜分离和渗透气化等已走过了开发和研究阶段,现在已进入工业应用阶段,其它新技术也在不断研究开发之中。
膜科学与技术的发展与应用可分为膜元件的制造、膜设备的研制、膜软件的研发、膜应用四个环节。膜制造商只保证膜本身的标准分离性能,即在规定测试条件下的分离性能;膜硬件与膜软件是膜分离工程公司的工作,膜分离工程公司首先根据市场需求和用户要求分离的物料性状和目标产物标准进行实验研究,在满足用户要求的条件下确定膜元件的种类和数量,膜分离稳定运行的条件和清洗恢复条件,这就是膜软件;膜硬件就是膜元件和膜设备,膜设备实质上是机电一体化设备,膜元件是膜分离设备的核心,设备的其它部分都是为膜元件分离功能的发挥提供运行条件(温度,压力,流速流量等)的;膜软件是靠膜硬件来运行的,膜硬件的设计制作基础是膜软件;膜用户只能按照与膜分离工程公司达成的一致严格执行《膜分离设备运行规范》的要求,将膜分离设备与自己流程的前后工序连接运行以达到自己对膜分离工序所确定的运行目标。近年来膜过程(膜软件、膜硬件)的国内市场已经进入成熟期(高速增长,价格稳定)。
膜技术的主要分离过程
国际理论与应用化学联合会(IUPAC)将膜定义为:一种三维结构,三维中的一度(如厚度方向)尺寸要比其余两度小得多,并可通过多种推动力进行质量传递。这样膜过程就应该被定义为以膜为介质进行质量传递的一种化工单元过程或化工单元操作;很显然膜分离属于化工单元操作。
膜分离技术按传质推动力可分为压力差、浓度差、温度差、电位差等推动力膜;按膜组件结构可分为平板(盒式)膜、螺旋卷式膜、中空纤维膜、管式膜等;按功能层材料可分为无机膜(陶瓷膜、金属膜、碳分子筛膜等)和有机膜。
微滤、超滤、纳滤(nanofiltration)与反渗透都是以压力差为推动力的液体膜过程,当膜两侧存在一定压力差时,可使一部分溶剂及小分子的组分透过膜,而微粒、大分子、盐的离子等被膜截留下来,从而达到分离目的。四个过程的透过机理基本相同,主要是被分离物颗粒或分子、离子的大小和所采用膜的结构与性能有所差异。按照国际理论与应用化学联合会(IUPAC)对这四种膜过程的定义,微滤(MF)是指大于0.1μm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程;超滤(UF)是指不大于0.1μm大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程;反渗透(RO)是指高压下溶剂逆着其渗透压而选择性透过的膜过程;纳滤是指不大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程。微滤的压差范围为0.10~0.20MPa;超滤的压差范围为0.10~0.50MPa; 反渗透被用于截留溶液中的盐或其它小分子物质(分子量小于200),所施加的压力在2MPa左右,也可高达10MPa;纳滤用以分离分子量约为几百至几千的溶液组分,其压差范围为0.5~2.0MPa。
电渗析是在电场作用下使溶液中的阴、阳离子选择性地分别透过阴、阳离子交换膜,进行定向迁移的分离过程。该过程主要用于苦咸水脱盐、饮用水制备、工业用水处理等。近十多年来,开始应用于有机酸脱盐与纯化、废酸碱回收等;膜电解过程中,在两电极上存在电化学反应,并有气体产生,主要在氯碱工业中用于大规模生产离子膜级氢氧化钠。
气体分离膜是指在压力差下,利用气体中各组分在膜中渗透速率的差异,达到各组分分离的过程。气体分离膜已大规模用于合成氨厂的氮、氢分离,空气富氧、富氮,天然气中二氧化碳与甲烷的分离等。
渗透气化与蒸汽渗透(vaper permeation)均是利用待分离混合物中某组分具有优先选择性透过膜的特点,使料液侧优先渗透组分以溶解-扩散透过膜而实现分离的过程。两者的差异在于渗透汽化过程采用负压操作,进料物流为液态,优先透过膜的组分在膜下游侧汽化,并在冷凝器中冷凝和收集;而蒸汽渗透采用正压操作,进料物流为气相,常为对膜具有相互作用的有机分子透过膜。渗透气化主要用于有机物脱水(亲水膜)、水中有机物的脱除(疏水膜)、有机混合物分离等方面的应用,被认为是最有希望取代高能耗精馏技术的膜过程,其中有机溶剂脱水及水中有机物脱除已有工业装置;蒸汽渗透适用于空气中有机溶剂的回收,随着环保意识的增强,蒸汽渗透将会获得较大的推广应用。
另外还有两类正在开发与推广应用的新型膜技术:一类是目前称之为膜接触器,包括膜基吸收、膜级萃取、膜蒸馏、膜基汽提等。在这些过程中,膜介质本身对待处理的混合物无分离作用,主要利用膜的多孔性、亲水性或疏水性,为两相传递提供较大而稳定的相接触面,可克服常规分离中的液泛、返混等影响,因而近十余年来,深受化工界的关注;另一类是以膜为关键技术的集成分离过程,包括膜与蒸馏、膜与吸附、膜与反应等相结合的集成过程,具有常规分离过程所不能及的优点,也正在受到重视和发展。
随着科学技术的发展,人们模仿生物膜的某些功能,研制出各种功能的合成膜,应用于日常生活与工业生产过程中。可以认为,膜产业已成为21世纪发展最快的高新技术产业之一。
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㈦ 纳滤膜的作用
莱特.莱德纳滤膜:孔径在1nm以上,一般1-2nm。是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。它是一种特殊而又很有前途的分离膜品种,它因能截留物质的大小约为纳米而得名,它截留有机物的分子量大约为150-500左右,截留溶解性盐的能力为2-98%之间,对单价阴离子盐溶液的脱盐低于高价阴离子盐溶液。被用于去除地表水的有机物和色度,脱除地下水的硬度,部分去除溶解性盐,浓缩果汁以及分离药品中的有用物质等。去除水中有机物纳滤膜在饮水处理中除了软化之外,多用于脱色、去除天然有机物与合成有机物(如农药等)、三致物质、消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体和挥发性有机物,保证饮用水的生物稳定性等。三致物质的去除研究表明,纳滤膜能够去除水中大部分的有毒有害的有机物和Ames致突变物。消毒副产物去除消毒副产物主要包括三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和可能的三氯乙醛氢氧化物(CH)。国外的科技工作者在这方面已开展了广泛的研究,纳滤膜对这三种消毒副产物的前体物的平均截留率分别为97%、94%和86%。通过合适的纳滤膜的选用, 可以使得饮用水水质满足更高的安全优质饮水水质标准。 此外,纳滤出水是低腐蚀性的,对饮用水管网的使用期和管道金属离子的溶出有正面的影响,有利于保护配水系统的所有材科。试验表明采用必要后处理的纳滤膜系统能够使管网中铅的溶解减少50%,同时使其他溶出的金属离子浓度满足饮水水质标准要求。挥发有机物去除对饮用水中痕量挥发性有机物具有较高的去除率。管道直饮水应用纳滤可以截留二价以上的离子和其他颗粒,所透过的只有水分子和一些一价的离子(如钠、钾、氯离子)。纳滤可以用于生产直饮水,出水中仍保留一定的离子,并可降低处理费用。
㈧ 净水机里的美国陶氏膜和GE膜哪个好点呢另外超滤,纳滤,反渗透哪个好啊
陶氏膜和GE膜都是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混合气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混合气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。
陶氏反渗透膜比GE反渗透膜脱盐率高0.2个点,压力低50PSI,价格高10%左右。
一般来说肯定是反渗透膜会好很多,下面就是超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜的介绍。
超滤:以孔径为0.01微米至0.1微米的滤膜为介质对水进行过滤处理,除了能截留水中如胶体、铁锈、悬浮物、泥沙和大分子有机物等污染物,也能去除部分大直径细菌、病毒。但是,对于直径小于10nm的微生物、重金属离子等有害物质,超滤膜无能为力。
纳滤:纳滤膜孔径约1nm,介于超滤膜和反渗透膜之间,更接近于反渗透膜。纳滤脱盐率在百分之90以上(反渗透脱盐率达99%以上),其本质上是一种低压反渗透,用于处理对产水纯度要求不是特别严格的场合,现主要用于水厂或工业脱盐。
反渗透:反渗透膜的孔径约为0.1nm,是四种过滤膜中过滤精度最高的,其过滤孔径是头发丝的一百万分之一,细菌、病毒的五千分之一,能有效拦截水中的各类有害物质。经反渗透净水器净化后的水是纯净水,可以直接饮用。