设为首页|加入收藏
当前位置: 主页 > 新闻动态 > 行业新闻 > 【超纯水系统】膜分离法概述
【超纯水系统】膜分离法概述

  膜分离法
  膜分离法的原理是以选择性透过膜为分离介质,当膜的两侧存在某种动力如浓度差、压力差、电位差等时,原料测组分选择性的透过膜以达到分离的目的。不同的膜过程使用的膜不同,推动力也不同,分离的离子大小范围也不同
  由于膜分离方法一般没有相变,可节省能源,对于热敏性物质和难分离物质是有特点的分离方法,应用范围较广,可分离无机物、有机物及生物制品等,分离装置较简单,易于实现自动化,因此发展很快,已被公认为20世纪末中期最有发展前途,甚至会导致一次工业革命的前沿技术。
  电渗析用的是荷电膜,在电场力的作用下,用于从水溶液中脱除离子,反渗透、纳滤、超滤、微滤都是属于以压力为驱动力的膜分离过程。在分析化学领域中,膜分离主要用来进行样品的分离和浓缩,膜分离技术与仪器分析的联用,膜和其他分离技术的联用,使分析测试在技术上达到一个新的高度。
  反渗透
  有许多人造成天然的膜对于物质的透过具有选择性,我们把能够透过溶剂而不能透过溶质的膜称为理想的半透膜,有些动物膜如膀胱等,是天然的半透膜,谁能透过这些膜,而高分子量的或胶体溶质不能透过,在对溶剂有选择性透过功能的膜两侧,放有浓度不同的溶液,当两侧静压力相等时,由于溶液浓度不相等,渗透压不相等,溶剂会从稀溶液侧2透过膜到浓溶液侧,这种想象成为渗透现象。溶剂会从稀溶液侧透过膜到浓溶液侧,这种现象称为渗透现象,当膜两侧的静压差等于两个溶液间的渗透压时,系统达到渗透平衡,若在右方加大压力,使膜两侧的静压差大于渗透压差时,溶剂会从浓溶液的一侧透过膜向纯水一侧迁移,由于此时溶剂迁移方向与渗透方向相反,故称作反渗透。
  反渗透膜的选择性与组分在膜中溶解、吸附和扩散有关,因此除与膜孔径的大小、结构有关外,还与膜的化学、物理性质有密切关系,即与组分和膜之间的相互作用有关。
  反渗透膜一般是表面与内部构造不同的非对称膜,有无机膜、有机膜。反渗透的应用领域早期主要是海水淡化,纯水制备,现已发展到化工、食品、制药、造纸等领域中的分离。
  超滤
  超滤是目前应用最广的膜分离过程,在超纯水系统制备超纯水时中必不可少,可除去水中极细颗粒,在样品预处理中,超滤可以进行低分子到高分子物质的浓缩、分离和纯化。
  一般认为超滤是一种筛孔分离过程,所用的膜常为非对称膜,在静压差为推动力下,原料液中溶剂和小的溶质粒子从高压侧透过膜到低压侧,称为滤出液或透过液,大粒子组分被膜阻拦,使留存在滤渗液中,超滤膜具有选择性表面活性层的主要因素是具有一定大小和形状的孔,膜的化学性质对其分离特性影响不大。
  超滤膜由表面活性层和支撑层两层组成,超滤膜的材料主要由聚砜、聚砜酰胺、聚丙烯腈和醋酸纤维素等,不同的材料要求不同的使用温度和使用的酸度值范围。超滤膜的重要参数是膜的截留分子量。一般定义为能截留百分九十的物质分子量为膜的截留分子量,商品超滤膜的截留分子量300-50万,划分为若干级,当分子量一定时,刚性分子比容易变形的分子截留率大,球形和有侧链的分子比线性分子截留率大。
  微滤
  微滤所用的膜是微孔膜,微滤也叫微孔过滤,是以静压差为推动力,利用膜的筛分作用进行分离的膜过程,被分离物质的截留作用在膜表面层有机械截留作用、物理作用、架桥作用。在膜内部被截留时不易清洗,属于用毕弃型。
  微滤膜一般为均匀的多孔膜,孔径较大,通常直接用测得的平均孔径来表示其截留特性,常用的微孔材料有醋酸纤维素、聚酰胺、聚四氟乙烯等,无机材料有金属、陶瓷等,微滤膜的孔隙率占其体积的百分之七八十,因此,微滤的阻力较小,过滤速度较快。
  微滤在墓前是应用最广、经济价值最大的膜分离方法,它是用于过滤悬浮的微粒和微生物,它的滤孔分布均匀,可将大于孔径的微粒、细菌、污染物截留,滤液质量高,使用和更换方便,在现代大工业中都必须用到微滤,亦广泛用在生物和微生物的检测、化验等方面。

  膜分离法在分析中的应用
  分析用水可以通过膜装置制备,在纯水装置的前段,用反渗透及电渗析脱盐,后段采用超滤和微滤进一步除去水中的微粒和微生物。
  在取样和样品预处理过程中可以用膜分离装置富集待测组分和除去有害物质,如高效液相色谱仪分析的样品在注入色谱柱前,均需用0.45μm的滤膜过滤,以下简介两个应用实例:
灵芝生物活性肽的分离及组成的研究工作中,将灵芝的水提物用超滤膜过液,分离出小肽及游离氨基酸,用毛细管电泳分离。膜分离技术与分析仪器链接拓展了它在分析领域的应用
  


合作伙伴partner