膜分离技术的介绍及应用讲解

题目：膜分离技术读书报告日期2015年11月20日

目录

一、膜的种类特点及分离原理 (1)

二、最新膜分离技术进展 (3)

1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用 (3)

1.1 静电纺丝技术的历史发展 (3)

1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜 (3)

1.2.1 在超滤方面 (4)

1.2.2 在纳滤方面 (4)

1.2.3 在渗透方面 (5)

1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜 (5)

2. 多孔陶瓷膜应用技术 (6)

2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术 (7)

2.1.1 溶胶—凝胶技术 (7)

2.1.2 修饰技术 (7)

一、膜的种类特点及分离原理

膜分离技术（membrane separation technology, MST）是天然或人工合成的高分子薄膜以压力差、浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。常用的膜分离方法主要有微滤（micro-filtration, MF）、超滤（ultra-filtration，UF）、纳滤（nano-filtration，NF）、反渗透（reverse-osmosis, RO）和电渗析（eletro-dialysis, ED）等。MST具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点、可代替传统的如精馏、蒸发、萃取、结晶等分离，可以说是对传统分离方法的一次革命，被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高新技术之一，也是当代国际上公认的最具效益技术之一。

分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性，按照分离过程中的推动力和所用膜的孔径不同，可分为20世纪30年代的MF、20世纪40年代的渗析（Dialysis, D）、20世纪50年代的ED、20世纪60年代的RO、20世纪70年代的UF、20世

纪80年代的气体分离

（gas-separation, GS）、20世纪90

年代的PV和乳化液膜（emulsion

liquid membrane, ELM）等。

制备膜元件的材料通常是有

机高分子材料或陶瓷材料，膜材料中的孔隙结构为物质透过分离膜而发生选择性分离提供了前提，膜孔径决定了混合体系中相应粒径大小的物质能否透过分离膜。图1是MF、UF、NF、RO的工作示意图。MF的推动力是膜两端的压力差，主要用来去除物料中的大分子颗粒、细菌和悬浮物等；UF的推动力也是膜两端的压力差，主要用来处理不同相对分子质量或者不同形状的大分子物质，应用较多的领域有蛋白质或多肽溶液浓缩、抗生素发酵液脱色、酶制剂纯化、病毒或多聚糖的浓缩或分离等；NF自身一般会带有一定的电荷，它对二价离子特别是二价阴离子的截留率可达９９％，在水净化方面应用较多，同时可以透析被RO膜截留的无机盐；RO是一种非对称膜，利用对溶液施加一定的压力来克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反向从溶液

中渗透分离出来，通常用于去除小分子溶质、悬浮物及胶体物质，常用作海水淡化、水的软化、选择性分离溶质及醇、糖等的浓缩制备等。

表1 几种主要的膜分离过程

膜过程主要膜材料滤膜孔径传递机理透过物膜类型主要用途

MF 再生纤维素膜、聚丙烯

膜、聚氯乙烯膜、陶瓷0.05-2.0um 颗粒大小水、溶剂、

溶解物

多孔膜以压力为推动力，主要依靠机械

筛分作用，滤除>50nm的颗粒

ED 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙

烯的苯乙烯接枝聚合物0.05-0.15u

m

电解质离子的

选择性传递

电解质离

子

离子交

换膜

以电位差为推动力、利用阴阳离

子交换膜的选择透过性

RO 醋酸纤维素、聚砜、聚酰

胺及其改良性膜等<0.002um 溶剂的扩散传

递

水、溶剂非对称

性膜

以压力为推动力，利用半透膜的

选择透过性

UF 醋酸纤维素、聚砜、聚丙

烯酰胺、聚氯乙烯、陶瓷0.0015-0.0

2um

分子特性大小

形状

水、溶剂、

小分子

非对称

性膜

以压力为推动力、机械筛分过

程，截留相对分子质量范围为

1000-300000，滤除5-100nm

GS 聚酰亚胺、聚砜、聚二甲

基硅烷、聚丙烯中空纤维>1.0um 气体和蒸汽的

扩散渗透

渗透性的

气体蒸汽

匀向膜、

复合膜

以压力为推动力，利用各组分渗

透速率的不同，气体除湿

PV 聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚

丙烯腈、聚醚一酰胺等<0.5nm 选择传递易渗透的

溶剂

匀向膜、

复合膜

以化学位差为推动力，混合溶液

中微量水的脱除

NF 醋酸纤维素、聚砜和香族

聚酰胺复合材料2nm 离子大小及电

荷

水、一价

离子

复合膜以压力为推动力，膜截留相对分

子质量为200-1000

膜分离，尤其是食品工业中采用的MST，与传统的蒸馏、吸收、萃取、离心分离等分离技术相比、具有以下特点：1）膜分离过程不发生相变化，是一种绿色、节能分离的技术。如，在食品工业的环保要求方面，MST被认为是清洁的加工过程，是易造成污染的材料（如用于饮料、啤酒、果汁等澄清的硅藻土）的优良替代品，且非常适合食品工业废水废液的处理。2）膜分离过程通常是以压力为驱动，在常温下即可进行分离的过程，特别适合热敏性物质的分离，如酶、果汁、功能活性成分的分离浓缩、精制等；还可应用于创新性的食品加工过程和产品。3）膜分离通常是一个高效的分离过程，适用范围广，从微粒级到微生物菌体，甚至离子级等都有它的用武之处，关键在于选择不同的膜类型。4）膜分离设备本身没有运动部件，较少需要维护，可靠度高，操作简便。相对于传统的浓缩（热处理加工）和分离单元操作（倾析、过滤、离心分离、层析等），膜加工具有极大的灵活性（模块系统），简便性（基于模块类型：螺旋卷组件、中空纤维组件、平板式组件、管状组件）和自动化。5）膜分离装置简单、分离效率高，而且可以直接插入已有的生产工艺流程，不需要对生产线进行大的改变；且在制备传统食品时，MST有助于简化流程操作（代替两个甚至更多的操作步骤）、提

高加工效率（澄清操作等）和食品品质（低温操作等）。

二、最新膜分离技术进展

1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用

静电纺丝纳米纤维由于自身独特的结构和优越的性能，已经引起人们的广泛关注，尤其是在能源、环境等领域中的应用具有潜在的价值。当前，静电纺丝纳米纤维在膜分离方面的研究及应用已经成为新材料功能化的热点之一。静电纺丝纳米纤维在膜分离领域，尤其在水处理，亲和膜分离和空气过滤方面，可以有效的提高分离效率，降低过程中的能耗，使得膜分离技术能够得到更广泛的应用。

1.1 静电纺丝技术的历史发展

静电纺丝技术起源于19世纪末Rayleigh发现的静电喷射。1934年，Formhals 首次介绍了利用静电斥力来制备超细聚合物纤维的技术。在20世纪中期，出现了多篇关于静电纺丝技术的专利，但始终没有引起广泛关注。20世纪80年代，美国Akron大学的Reneker等才开始关注该技术，并进行了大量的研究工作，从实验和理论上研究探讨了静电纺丝过程的相关机理。20世纪90年代，随着纳米技术的兴起，静电纺丝技术作为得到纳米纤维最有效的方法之一，引起了人们极大的兴趣。

近年来，随着纳米技术的发展，对静电纺丝纳米纤维的研究及发表的论文呈指数级上升。静电纺丝技术的研究发展大致分为三个阶段：（1）对不同聚合物的可纺性及静电纺丝过程参数的研究。目前，已有多种的高聚物可以通过静电纺丝技术得到亚微米级和纳米级的纤维；（2）对静电纺丝原理的研究和过程参数对纳米纤维性能的系统化研究；（3）对静电纺丝技术得到的纳米纤维在能源、环境、生物医学、光电等领域的应用研究，这阶段的研究大大地拓展了纳米纤维的应用领域及范围，使得纳米纤维与人们的生活息息相关。

1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜

由于纳米纤维自身的特点（具有大比表面积、高孔隙率、内部为相互贯通孔结构），其在过滤领域的应用前景受到人们的普遍关注。目前，以静电纺丝制备

的纳米纤维主要用来制备新型结构复合膜（一般为三到四层结构）的中间层，用以支撑表面功能层。由于克服了传统的相转化制备的超滤膜中间层结构中存在流道长、狭窄，并且有大量的死端孔存在的缺陷，可以大大提高复合膜的分离效率。而提供分离作用的表面功能层则一般由涂敷法或界面聚合法制备，整个膜的强度由底层的无纺布提供。具有该结构的复合分离膜，在超滤和纳滤方面，具有一定的优势，纽约州立大学的Hsiao等在此方面开展了大量的研究工作，取得了一定成果。此外，由静电纺丝纳米纤维制备的复合膜在正渗透技术的应用方面，也具有一定的前景。

1.2.1 在超滤方面

新型结构复合超滤膜的表面功能层一般由亲水性高分子制备。由于其良好的亲水性，可以对油水乳液或含油废水起到良好的分离作用。

过静电纺丝技术在聚酯（PET）无纺布上制备了一层平均直径在100-300nm 的PVA纳米纤维中间层，并在纳米纤维中间层上利用涂敷的方法制备了一层厚度仅为1.8um的PAV涂层，并采用戊二醛交联，该法制备的复合膜对油水乳液具有优良的分离效率，在0.69MPa的压力下通量可以达到130L/（m2·h），其截留率可以达到99%以上。

通过静电纺丝法在PET无纺布上制备了平均直径在130nm左右的PVA纳米纤维中间层。在纳米纤维中间层上利用涂敷的方法制备了一层厚度为 1.8um的MWNT/PVA涂层，并采用戊二醛交联。该结构复合膜在对油水乳液进行分离时，可以在不降低截留率的条件下，极大地提升通量。在0.69MPa的压力下通量可以达到330L/（m2·h），其截留率可以达到99.8%。

1.2.2 在纳滤方面

新型结构复合纳滤膜的表面功能层一般由界面聚合法制备，由于聚酰胺表面功能层的分离性能，可以对小分子和二价离子起到良好的分离作用。

Yoon等首先通过静电纺丝法在PET无纺布上得到了直径在200nm左右的PAN纳米纤维中间层，并在纳米纤维中间层上用哌嗪和均苯三甲酰氯进行界面聚合得到聚酰胺致密层。该法制备的复合膜对MgSO4具有优良的分离效率，在

0.48MPa的压力下通量可以达到135L/（m2·h），其截留率可以达到97.7%。相比常用的以超滤膜作为中间层的纳滤膜，通量可以提高两倍左右。

Yung等首先通过静电纺丝法在PET无纺布上制备了直径在200nm左右的PES 纳米纤维中间层，并在纳米纤维中间层上用哌嗪和均苯三甲酰氯进行界面聚合得到聚酰胺致密层。通过研究表明，离子液体的加入可以对界面聚合层结构产生影响。分子量较小的离子（BMIC）在提高对盐截留率的同时会使通量降低，而分子量较大的离子（OMIC）可以使膜通量增大，同时截留率有轻微的下降，利用该法制备的复合纳滤膜，相比现有的商用纳滤膜，可以在保持相同截留率的同时，将通量提高一倍。

1.2.3 在渗透方面

常用的正渗透膜结构为在较厚的支撑层（一般为相转化法制备的超滤膜或纳滤膜）上，用界面聚合的方法形成一层聚酰胺致密层（但是支撑层的结构往往流道曲折）致密，并且有许多死端孔的存在，从而导致了严重的“内部浓差极化”现象。由于新型结构复合膜的支撑层为纳米纤维构成，流道孔隙率高，且多为相互贯通孔，使得透过正渗透膜的滤过液可以得到迅速转移，有效地降低了膜内部的浓差极化，降低了传质阻力，使得膜的渗透性能得到很大的提升。

Song等首先通过静电纺丝法在PET无纺布上得到了PES纳米纤维中间层，并在PES纳米纤维中间层上用间苯二胺和均苯三甲酰氯进行界面聚合得到厚度为370nm左右的聚酰胺致密层!通过研究表明，该结构的复合膜可以大大降低ICP 的现象，并且对NaCl有较好的截留效果。相比现有的正渗透膜，其通量可以提高3.5倍，具有良好的应用前景。

1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜

在一些特定环境下，例如：工业厂矿、工作场所和手术室，空气的纯化能够为人们提供一个更为安全的环境。过滤材料往往被用于去除空气中的固体悬浮粒子。到目前为止，采用高效气固过滤材料可以对空气中粒径大于300nm的固体粒子的去除率达到99.97%。这种高效的气固分离材料多采用玻璃纤维作为基材。纤维过滤材料用于去除气体中的固体粒子具有成本低的优势。为了提高分离量，应该在满足环境要求的前提下尽量提高分离的通透量。其中一个提高分离量的方

法就是尽量降低纤维的直径。因此近年来以聚合物纳米纤维作为基材的气固分离材料越来越受到人们的重视。静电纺丝技术是一个制备纳米级别聚合物纤维的简便、高效的方法。通过静电纺丝技术可以得到多种不同聚合物纳米纤维。

采用静电纺丝的技术制备了直径在80-200nm的尼龙6纳米纤维。该纳米纤维膜对0.3μm的固体颗粒的过滤效率能达到99.993%，虽然采用该种膜会有较大的压力降，但是其具有应用潜力。同样采用静电纺丝的方法制备了尼龙6纳米纤维。通过调节纺丝参数，得到了50-150nm的尼龙6纳米纤维。结果表明该体系对小于50nm的固体粒子也有很好的过滤效率。显示了很好的应用潜力。

静电纺丝纳米纤维由于自身独特的结构和优越的性能，已经引起人们的广泛关注，尤其是在能源、环境等领域中的应用具有潜在的前景。当前，静电纺丝纳米纤维在膜分离方面的研究及应用已经成为新材料功能化的热点之一。在水处理、亲和膜分离和空气过滤方面，静电纺丝纳米纤维可以有效的提高分离效率，降低过程中的能耗，使得膜分离技术能够得到更广泛的应用。但是，静电纺丝纳米纤维的结构性能仍存在着一些问题，今后应当加强以下几方面的研究：首先，静电纺丝纳米纤维为无序排列，使得其结构强度和性能受到一定影响，今后需要进一步改进其结构，得到结构均一、有序排列和强度能够得到保证的结构；其次，静电纺丝纳米纤维的功能化还需要进一步的深入研究。

2. 多孔陶瓷膜应用技术

膜技术是新型高效分离技术，以其节约能源和环境友好的特征成为解决全球能源、环境、水资源等重大问题的共性支撑技术之一。多孔陶瓷膜，以其优异的材料稳定性，在石油和化学工业、医药、冶金等过程工业众多领域获得了广泛的应用，已成为膜领域发展最迅速、最具应用前景的膜材料之一。多孔陶瓷膜的分离性能与材料的孔径大小及其分布、孔隙率、孔形态等微结构有着密切的关系。多孔陶瓷膜的孔径可以在几个纳米到几十个微米范围进行调变。与多孔陶瓷相比，多孔陶瓷膜为非对称结构，具有更高的分离性能。膜的厚度一般介于几十纳米到几百个微米，可以进行从纳米尺度的筛分（如纳滤膜对多价离子的高截留率）到可见大颗粒的分离（如高温气体除尘），具有广泛的应用领域，多孔陶瓷膜的分离层孔结构是颗粒以任意堆积方式形成的，孔隙率通常为30%-35%，且曲折因

子调控较为困难，这使得陶瓷膜性能的大幅提高受到局限。研究陶瓷膜制备新技术以提高其渗透性及渗透选择性是目前陶瓷膜领域的研究重点之一。如何进一步降低陶瓷膜制备的成本亦是陶瓷膜制备研究领域的重点之一。

2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术

渗透选择性主要由膜孔径及其分布决定，微滤，超滤等陶瓷膜制备技术逐渐成熟，近年来的研究主要向两个方向发展，一是开发具有较大孔径的陶瓷膜材料，用于高温气体除尘，另一方面是研发更小孔径的陶瓷膜材料，用于纳滤过程，甚至是气体分离。采用溶胶凝胶技术进行陶瓷纳滤膜的研究取得了较多进展。

2.1.1 溶胶—凝胶技术

溶胶—凝胶技术主要是通过调整材料尺寸控制陶瓷分离层的分离精度。溶胶—凝胶法可以制备出平均粒径几百纳米至几纳米的溶胶，得到的膜层孔径小、孔径分布窄，适用于高渗透选择性的超滤膜和纳滤膜的制备。

采用平均粒径30-40nm的颗粒溶胶在0.1-0.7μm孔径范围的支撑体上制备出平均孔径为10nm的Al2O3超滤膜，可100%去除水体中的大肠杆菌。采用颗粒溶胶路线制备出平均孔径为5nm的TiO2超滤膜，对平均粒径为11nm的SBA截留率高达98%。陶瓷纳滤膜具有更高的分离精度，可用于低聚糖、染料、多价离子等选择性分离。通过聚合溶胶路线制备出平均孔径0.7-2.5um可调控的TiO2纳滤膜，对PGE的截留分子量为500-2000Da，其中截留分子量为800Da的纳滤膜对Mg2+的截留率为88%，对棉籽糖的截留率达99%。

2.1.2 修饰技术

溶胶—凝胶法制备小孔径超滤膜已经商业化，为了进一步提升膜的渗透与分离性能，研究者们也一直研究减小陶瓷膜孔径和改善孔径分布的修饰技术。实现陶瓷膜的修饰可以采用化学气相沉积法、超临界流体沉积技术、原子层沉积技术和表面接枝。这些调控孔的手段不仅可以修复可能存在的大孔缺陷，提高膜的稳定性，还可以进一步减小膜的孔径，提高膜的分离精度。化学气相沉积法修饰陶瓷膜孔径，采用化学气相沉积法（CVD）在多孔基底表面沉积硅氧化物或金属氧化物来改善陶瓷膜孔结构以及渗透性能，是一项非常有效的手段。超临界流体沉积技术

修饰陶瓷膜孔径，超临界流体沉积技术是以超临界流体为溶剂，携带陶瓷前驱物沉积在多孔陶瓷的孔隙中，是一种修饰陶瓷膜的路线。通过降低压力，陶瓷前驱物在超临界流体中的溶解度减小并在孔中沉积下来，从而使陶瓷基体孔径减小。

《电子技术》课程标准

电子技术》课程标准 课程代码：适用专业：电气自动化制订 系部：机电工程系制订时间： 2018 年 2 月

《电子技术》课程标准 一、课程概述 （一）课程定位 本课程标准依据机电一体化技术专业标准中的人才培养目标和培养规格以及对《电子技术》课程教学目标要求而制订，用于指导《电子技术》课程教学 与课程建设。 本课程是电气自动化专业的一门公共学习领域专业基础课程，是一门基于职业能力分析，以模拟电子电路为载体，将典型模拟电路设计、调试与应用有机融合的理论性、实践性都较强的课程。 本课程的任务是使学生掌握电子技术方面的基本理论和基本知识，为学习后 续专业课准备必要的知识，并为从事有关实际工作奠定必要的基础。通过项目训练，使学生具备识别与选用元器件的能力；电路识图与绘图的能力；对电子电路进行基本分析、计算的能力；对典型电路进行设计、调试、检测与维修的职业能力和职业素养。通过逻辑思维能力训练，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，自主学习能力，训练学生的创新能力。 （二）先修后续课程 本课程的前导课程为：高等数学、电工技术，使学生具备基本的电子元器件检测能力、电路识图绘图能力、电路设计和分析能力。本课程为后续专业课程电气控制技术、PLC 技术、电气设备故障与维护的学习提供知识储备和技能储备，同时培养学生解决问题的方法能力和社会能力，为今后的工作打下良好的基础。 二、课程目标 本课程的目标是使学生具备本专业的高素质的劳动者和高级技术应用性人才所必须的电子设计的基本知识和灵活应用电子元器件的基本技能；为学生全面 掌握电子电路设计技术和技能，提高综合素质，增强适应职业变化的能力和学习的能力，为以后就业和继续学习打下一定的基础；通过项目的解决，培养学生的团结协作、吃苦耐劳的品德和良好的职业道德。 （一）知识目标 1、初步掌握常用电子器件 2、掌握放大电路基础，频率特性与多级放大器，功率放大器 3、掌握运算放大器及其应用 4、掌握稳压电源的工作原理 5、掌握组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计分析。 （二）能力目标 1、学会常用电子元器件的识别和选用； 2、学会设计小信号功率放大器电路； 3、学会集成运放的应用和集成稳压电源的设计； 4、学会组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计和分析方法。 （三）素质目标 1、提高学生分析问题和解决问题的能力 2、培养学生的科学思维能力、创新能力，能够独立完成规定的实验，具有一定的分 析解决实际问题的能力，以满足学生毕业后从事本专业领域工作岗位的需要 3、培养学生的团队合作精神、语言表达能力、决策能力、自学能力、客观评价能力、竞争意识、可持续发展能力等职业综合素质，为以后从事专业工作奠定基础。 三、课程内容 《电子技术》课程以培养职业能力为目标，将工作任务和工作过程进行整合、序化，按照职业成长规律与认知学习规律，精心设计了六个学习主情境，分别是: 常用仪表的使用和常用电子器件的测试与辨别、功率放大器的设计、集成运放的 应用电路设计、直流稳压电源的设计、三人表决电路设计、计数器电路设计。每个学习情境包含多个学习性工作任务。 表1课程内容与学时分配

膜过滤技术及其应用范围介绍

膜过滤技术及其应用范围介绍 北京陶普森膜应用工程技术有限公司孙永杰 过滤是分离液体中固体性颗粒的常用方法之一。我们熟悉的土壤就是一个天然过滤器，池塘、湖泊和河流中的地表水在通过不同类型的土壤之后，渗透聚积成相对洁净的地下水，土壤让水透过的时候截留了其它成分，如颗粒物和污染物等，而渗透到深处的地下水得到了净化。 过滤是实验室常用的物料分离技术。从筛网、滤纸到膜滤器等技术手段的延伸、发展，促进了产品提纯技术的提高，净化效果明显，分离精度大大提高。在能量消耗，过滤效果和操作简便方面，相比于传统的分离方法如蒸馏或结晶，膜过滤技术的表现优于其他分离过程。在许多分离领域，膜过滤克服了传统技术局限性，尤其对生化或药物的加工应用过程，膜技术的应用提高了产品品质和收率，因为其中的蛋白质和有效成分大多是热敏感的。因膜过滤为物理过滤方式，膜材质稳定性强，经验证的实验室过滤工艺，很容易被放大和改进，更易成功应用到实际的大规模生产中。 在生物和制药技术行业的许多领域，包括食品和饮料行业，生物技术和饮用水处理行业，都普遍使用过滤膜用于过滤。 过滤膜的工作原理：膜过滤器的原理类似于上面提到的地下水渗透过程，人工制备的膜相当于地表土层，待过滤的溶液中一部分的小分子物质可以通过薄膜的微孔，其渗透性取决于孔的大小。比滤膜孔更小的颗粒可透过滤膜，而比滤膜孔大的颗粒就被截留下来。

一般情况下，膜的孔径决定了应用，根据孔径的大小，将不同的过滤膜技术分为四类：微滤，超滤和纳滤以及反渗透。 1. 微滤膜技术 过滤膜的孔径一般在5μm和0.1μm之间。在微生物实验中经常被使用孔径为0.1μm至0.2μm的膜，可以分离出酵母菌和细菌，是一种温和快速的杀菌方法。在工业化生产上，这种滤膜技术通常为过滤器的滤芯，广泛应用在医药，食品和饮料工业生产线中。例如，生物制药厂用于生物反应器中微生物生长阶段之后的“收获”和细菌菌体的分离，废水处理或浑浊液的油水分离等。 2. 超滤膜技术 超滤技术常常用于大分子的浓缩和脱水，超滤膜过滤“孔径”在0.1μm和0.01μm之间。由于该技术主要用于分离或浓缩蛋白质分子，所以膜的过滤孔径被定义为“分子量切断”(MWCO)或“标称分子量切断”(NMWC)，单位为道尔顿(质量单位，等于一氧原子的1/16)。MWCO值表示可被膜截留的球状分子的小分子量。为了安全起见，应总是选择MWCO值至少比要分离的大分子的分子量高20%。这种膜过滤技术的应用操作压力，通常在2-10巴之间。 3.纳滤技术 是纳米级过滤技术的简称，纳米级过滤的膜过滤器，其孔径小于0.005μm，可截留更小的有机分子和大部分盐类物质，以及重金属离子等。陶普森纳米级过滤需要更高的外部压力，过滤压力一般在10-80巴之间。

膜分离技术的介绍及应用讲解

题目：膜分离技术读书报告日期2015年11月20日

目录 一、膜的种类特点及分离原理 (1) 二、最新膜分离技术进展 (3) 1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用 (3) 1.1 静电纺丝技术的历史发展 (3) 1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜 (3) 1.2.1 在超滤方面 (4) 1.2.2 在纳滤方面 (4) 1.2.3 在渗透方面 (5) 1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜 (5) 2. 多孔陶瓷膜应用技术 (6) 2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术 (7) 2.1.1 溶胶—凝胶技术 (7) 2.1.2 修饰技术 (7)

一、膜的种类特点及分离原理 膜分离技术（membrane separation technology, MST）是天然或人工合成的高分子薄膜以压力差、浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。常用的膜分离方法主要有微滤（micro-filtration, MF）、超滤（ultra-filtration，UF）、纳滤（nano-filtration，NF）、反渗透（reverse-osmosis, RO）和电渗析（eletro-dialysis, ED）等。MST具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点、可代替传统的如精馏、蒸发、萃取、结晶等分离，可以说是对传统分离方法的一次革命，被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高新技术之一，也是当代国际上公认的最具效益技术之一。 分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性，按照分离过程中的推动力和所用膜的孔径不同，可分为20世纪30年代的MF、20世纪40年代的渗析（Dialysis, D）、20世纪50年代的ED、20世纪60年代的RO、20世纪70年代的UF、20世 纪80年代的气体分离 （gas-separation, GS）、20世纪90 年代的PV和乳化液膜（emulsion liquid membrane, ELM）等。 制备膜元件的材料通常是有 机高分子材料或陶瓷材料，膜材料中的孔隙结构为物质透过分离膜而发生选择性分离提供了前提，膜孔径决定了混合体系中相应粒径大小的物质能否透过分离膜。图1是MF、UF、NF、RO的工作示意图。MF的推动力是膜两端的压力差，主要用来去除物料中的大分子颗粒、细菌和悬浮物等；UF的推动力也是膜两端的压力差，主要用来处理不同相对分子质量或者不同形状的大分子物质，应用较多的领域有蛋白质或多肽溶液浓缩、抗生素发酵液脱色、酶制剂纯化、病毒或多聚糖的浓缩或分离等；NF自身一般会带有一定的电荷，它对二价离子特别是二价阴离子的截留率可达９９％，在水净化方面应用较多，同时可以透析被RO膜截留的无机盐；RO是一种非对称膜，利用对溶液施加一定的压力来克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反向从溶液

膜分离技术及其应用_童汉清

膜分离技术及其应用 童汉清　海金萍 (蚌埠高等专科学校食品系,蚌埠市233030) 摘　要　针对膜分离技术的一系列独特优点,介绍了工业中常用的各种分离膜的性能、材料及其各自的应用,并简述了世界上最新的膜分离技术及其发展方向。 关键词　膜分离技术　反渗透膜　超滤膜　微滤膜 0　前言 膜分离是用半透膜分离均相混合物中不同组分的一种方法。由于膜分离技术在生产中物料无相变过程,因而无需再沸器、冷凝器等设备,与蒸发、精馏等分离技术相比具有显著的节能、高效等特点,特别是对于食品工业,膜分离技术可以完好地保留食品原有色、香、味,而其营养成分又不会被高温破坏。因而膜技术在世界范围内引起人们极大关注,被誉为重大的新技术革命之一。 现代膜技术的开发还仅仅是近三十年的事情,虽然近年来有了较大的发展,但目前仍处于发展和完善的过程中。国内外膜分离技术已在许多不同行业得到应用,并取得了良好效果。 1　反渗透膜及其应用 1.1　反渗透膜的性能 反渗透膜的孔径在0.3～2nm之间,通常为非对称的微孔结构膜,压差作为操作推动力,工作压力可高达7.0～7.5M Pa,膜通量一般为0.5m3/(m2d)。 反渗透膜能截留住除水分子、氢离子、氢氧根离子以外的其它物质,因而主要用于水和其它物质的分离。 1.2　膜材料 最先开发并成功应用的反渗透膜材料是醋酸纤维素,70年代以来逐渐开发出一些新型反渗透膜材料,如芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯撑氧、磺化聚磺酸盐、聚酰胺羧酸、聚乙烯亚胺、聚甲苯二异氰酸酯和等离子处理聚丙烯腈等。醋酸纤维素在强酸和弱碱条件下易发生水解且不耐高温,易受微生物和酶的作用,在正常使用时还会发生蠕变使透水速率降低。尽管存在这些缺点,但目前工业上最广泛使用的两种反渗透膜材料,还是首选醋酸纤维素,其次为聚酰胺。 1.3　反渗透膜的应用 1.3.1　海水淡化 反渗透膜分离技术被广泛应用于海水淡化。在全世界海水淡化装置中,约有30%用反渗透方式来实现。反渗透膜由极薄致密表层和多孔支撑层构成,具有高透水率及高脱盐率,可脱去海水中99%以上的盐离子。 1.3.2　果汁、果酒等产品的浓缩 膜浓缩是在常温下进行的。用反渗透膜对果汁、果酒进行浓缩,可保证维生素等营养成分不受破坏以及挥发质不损失,并可保留其原有的风味,这是其它浓缩技术难以做到的。另外,反渗透膜可以完全除去细菌和病毒,使产品不加任何防腐剂而延长储存期,食用更加卫生可靠。 19 《化工装备技术》第20卷第2期1999年

电子技术发展史概述首次

电子技术发展史概述 电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学的重大突破，电子技术在二十世纪发展最为迅速，应用最为广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。 从20世纪60年代开始，电子器件出现了飞速的发展，而且随着微电子和半导体制造工艺的进步，集成度不断提高。CPLD／FPGA、ARM、DSP、A／D、D／A、RAM和ROM等器件之间的物理和功能界限正日趋模糊，嵌入式系统和片上系统(SOC)得已实现。以大规模可编程集成电路为物质基础的EDA技术打破了软硬件之间的设计界限，使硬件系统软件化。这已成为现代电子设计的发展趋势。 现在，人们已经掌握了大量的电子技术方面的知识，而且电子技术还在不断的发展着。这些知识是人们长期劳动的结晶。 我国很早就已经发现电和磁的现象，在古籍中曾有“磁石召铁”和“琥珀拾芥”的记载。磁石首先应用于指示方向和校正时间，在《韩非子》和东汉王充著《论衡》两书中提到的“司南”就是指此。以后由于航海事业发展的需要，我国在十一世纪就发明了指南针。在宋代沈括所著的《梦溪笔谈》中有“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”的记载。这不仅说明了指南针的制造，而且已经发现了磁偏角。直到十二世纪，指南针才由阿拉伯人传入欧洲。 在十八世纪末和十九世纪初的这个时期，由于生产发展的需要，在电磁现象方面的研究工作发展的很快。库仑在 1785 年首先从实验室确定了电荷间的相互作用力，电荷的概念开始有了定量的意义。

1820 年，奥斯特从实验时发现了电流对磁针有力的作用，揭开了电学理论的新的一页。同年，安培确定了通有电流的线圈的作用及磁铁相似，这就指出了此现象的本质问题。有名的欧姆定律是欧姆在 1826 年通过实验而得出的。法拉第对电磁现象的研究有特殊贡献，他在1831 年发现的电磁感应现象是以后电子技术的重要理论基础。在电磁现象的理论及使用问题的研究上，楞次发挥了巨大的作用，他在1833 年建立确定感应电流方向的定则（楞次定则）。其后，他致力于电机理论的研究，并阐明了电机可逆性的原理。楞次在 1844 年还及英国物理学家焦耳分别独立的确定了电流热效应定律（焦耳 - 楞次定律）。及楞次一道从事电磁现象研究工作的雅可比在 1834 年制造出世界上第一台电动机，从而证明了实际应用电能的可能性。电机工程得以飞跃的发展是及多里沃 - 多勃罗沃尔斯基的工作分不开的。这位杰出的俄罗斯工程师是三相系统的创始者，他发明和制造出三相异步电机和三相变压器，并首先采用了三相输电线。在法拉第的研究工作基础上，麦克斯韦在 1864 年至 1873 年提出了电磁波理论。他从理论上推测到电磁波的存在，为无线电技术的发展奠定了理论基础。1888 年，赫兹通过实验获得电磁波，证实了麦克斯韦的理论。但实际利用电磁波为人类服务的还应归功于马克尼和波波夫。大约在赫兹实验成功七年之后，他们彼此独立的分别在意大利和俄国进行通信试验，为无线电技术的发展开辟了道路。 人类在自然界斗争的过程中，不断总结和丰富着自己的知识。电子科学技术就是在生产斗争和科学实验中发展起来的。 1883 年美国

膜分离技术

膜分离技术 摘要：本文简要介绍了膜分离技术的概念、发展史、应用（主要是水处理方面），以及我国膜分离技术的进展和对未来的展望。 关键词：膜；膜分离技术；水处理 1、膜分离技术概述 用天然或人工合成的无机或有机薄膜, 以外界能量或化学位差为推动力, 对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法通称为膜分离法。 膜分离技术具有能耗低、操作简便、无化学副作用、无相变和无二次污染等优点, 是一种高效、节能的物理分离技术。膜分离技术已成为提高生产效率减少废物排放量和废物回收利用方面最具潜力的技术之一。 膜分离技术是近年来在全球迅速崛起的一项新技术, 近半个世纪以来, 膜分离技术得到了迅猛的发展。膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法与传统的分离操作相比, 具有能耗低、分离效率高、无二次污染、工艺简单的优点。因此在苦咸水淡化、饮用水处理、食品工业、医药工业、石油化工工业、生物工程、核工业、环境工程等领域得到了广泛应用。作为一个环保的替代传统的分离过程,膜分离技术适合混合液体、气体和蒸气。[ 2] 2、膜分离技术的发展简史 膜分离技术的发展大致可分为3 个阶段, 1960年以前为奠定基础的阶段, 主要是进行膜分离科学基础理论的研究和初期的工业开发; 1960 年至1980年为发展阶段, 期间, 许多膜分离技术实现了工业化生产, 并得到了广泛应用; 1980 年至今为发展深化阶段, 主要是不断提高已实现工业化生产的膜分离技术水平, 解决了一些难度较大的膜分离技术问题,并开发出了许多新的膜分离方法。 3、膜分离技术的应用 目前现代膜工程代表一个的可能的方法实现过程强化战略,例如开发流程和方法旨在减少原材料利用率、能源消耗、生产成本,设备大小和垃圾生成膜工程已经是公认的全球的强大的工具来解决的一些主要问题工业化、人口密集的社会。膜生物反应器(MBR)在水处理、膜业务和集成膜系统在海水和微咸水脱盐是一些重要的情况膜工程是解决发挥主导作用淡水需求的情况在低成本和最低环境影响。在世界许多区域,传统的热海水淡化厂已经改变了使用膜过程,因为他们是10倍多积极有效的然后热选项;传统活性污泥植物已经变成了膜生物反应器由于它们的简洁(5倍多紧凑比传统的工厂),减少污泥生产,和相当程度的物理消毒。 渗透蒸发是另一个发达的膜技术,拥有巨大潜力的强化各种工业过程,例如打破共沸混合物和除去挥发性有机化合物(VOCs)中的含量从液体。此外,渗透蒸发和蒸汽渗透加上一个传统蒸馏塔提供了几个优势包括减少能源消耗,改善产品质量,避免夹带剂,使这种技术特别适用于接近沸腾或共沸混合物,大部分的工业应用关注脱水的溶剂(如:因为乙腈脱水中使用混合膜蒸馏过程导致总成本降低高达60%)。 天然气除湿和分离的空气组件是一些其他的例子中,膜技术已经应用在工业规模。相反,应用程序的膜接触器技术的选择性的蒸发废水回收从工业气体为了回收过程流因此最小化淡水需求,仍在研究7级以上报道的例子表明膜工程有范围更广的潜在的应用程序作为单位吗操作过程工程比其他任何可用的技术。膜操作可以用来进行分子分离、化学转换,质量和不同阶段之间的能量转移,显示一个更高的效率比传统的分离和反应装置操作。也有一些有趣的机会集成到现有工业。膜操作过程实现过程强化的好处。

膜分离技术及其原理的介绍

膜分离技术及其原理的介绍

人们对膜进行科学研究是近几十年来的事。反渗透膜是膜分离技术发展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。其发展的历史大致为：20世纪30年代微孔过滤;40年代透析;50年代电渗析;60年代反渗透;70年代超滤和液膜;80年代气体分离;90年代渗透汽化。此外，以膜为基础的其它新型分离过程，以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程也日益得到重视和发展。 一、膜分离原理 膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时，原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离、提纯的目的。不同的膜过程使用不同的膜，推动力也不同。目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)等。 二、膜分离技术 反渗透、超滤、微滤、电渗析这四大过程在技术上已经相当成熟，已有大规模的工业应用，形成了相当规模的产业，有许多商品化的产品可供不同用途使用。这里主要以反渗透膜和超滤膜为代表介绍一下。 反渗透膜(RO)

反渗透膜使用的材料，最初是醋酸纤维素(CA)，1966年开发出聚酰胺膜，后来又开发出各种各样的合成复合膜。CA膜耐氯性强，但抗菌性较差。合成复合膜具有较高的透水性和有机物截留性能，但对次氯酸等酸性物质抗性较弱。这两种材料耐热性较差，高温度大约是60℃左右，这使其在食品加工领域的应用中受到限制。 超滤膜(UF) 超滤膜也是使用CA做材料，后来各种合成高分子材料得以广泛应用。其材料多种多样，共同特点是具有耐热、耐酸碱、耐生物腐蚀等优点。 以上就是为大家介绍的全部内容，希望对大家有帮助。

膜分离技术应用综述

膜分离技术应用综述 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

《食品科学概论》课程论文 论文题目：膜分离技术应用综述 学 院 ：生物工程学院 专 业 ：食品科学与工程 年级班别 ：09级一班 学 号 ：10122 学生姓名 ：齐莹 学生 指导教师 ：陈清禅 2011年 5 月 24 日 JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

膜分离技术应用综述 齐莹 10122 摘要综述膜分离技术的特点、种类及分离机理，介绍国内外膜分离技术的研究进展及其在各个领域的应用现状，同时指出该技术存在的问题，提出选用更佳的膜材料以及多种膜分离技术联用是其今后的发展方向。 关键词膜分离技术微滤超滤食品工业 膜分离是在20世纪初出现，上世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。据统计，膜销售每年以14%~30%的速度增长，而最大的市场为生物医药市场[1] 。 1膜分离的简介 1. 1 膜的定义 膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,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,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。 1. 2 膜的种类 分离膜包括:反渗透膜(0. 0001～0. 005μm) ,纳滤膜(0. 001 ～0. 005μm) 超滤膜(0. 001 ～0. 1μm) 微滤膜(0. 1～1μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、

膜分离技术

膜分离技术 膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半 透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔。 膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。 微滤（MF）通常孔径范围在0.1～1微米，大于1微米不能通过。 又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤（UF），膜两侧需压力差，膜孔径在0.05um至1nm之间，通常截留分子量范围在1000～300000。 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm 之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，

超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤（NF），孔径为几纳米，截留分子量在80～1000的范围内。 是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80～1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。 对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。 反渗透（RO），以膜两侧静压为推动力，反渗透仅让水透过膜，能截留所有的离子。 是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具

膜分离技术概述

膜分离技术概述 天然色素应用技术推广实验室 膜分离（Membrane Separating）是利用天然或人工制备的具有选择透过性膜，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。膜分离法可以用于液相和气相，对液相分离，可以用于水溶液体系、非水溶液体系以及水溶胶体系。膜分离技术由于省能、高效、简单、造价低、易于操作，可代替传统的分离技术（如精馏、蒸发、萃取、结晶等过程），所以是对传统分离方法的一次革命，被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高技术之一。 膜分离过程的发展概况 膜分离技术研究应用虽有上百年时间，但是由于制膜的技术所限，在工业中应用还仅一、二十年的时间。目前膜法除大规模用于各种水处理外，还在食品工业、医药工业、生物工程、石油、化学工业、核工业等领域得到应用。全球已有30多个国家和地区的2000多个科研机构从事膜技术研究和应用开发，已形成了一个较为完整的边缘学科和新兴产业，并正逐步地有针对地代替目前的一些传统分离净化工艺，而且朝反应-分离耦合、集成分离技术等方面发展。据报道，1998世界膜产品市场销售额已超过440亿美元，且以14%~30%的年增长速度在发展。膜产业将是21世纪新型十大高科技产业之一。 在膜分离技术中，微滤、超滤、反渗透和电渗析分离过程已较为成熟。这些膜过程的应用比大概为：微滤35.71%；反渗透13.04%；超滤19.10%；电渗析3.42%；气体分离9.32%；血液透析17.70%；其他1.71%。 膜分离技术特点 膜分离与传统的分离技术（蒸馏、吸收、吸附、萃取、深冷分离等）相比，具有以下特点： <1>膜分离过程不发生相变化，耗能少，可以保持物质的原态、特别适合热敏性物质，如酶、果汁、某些药品的分离浓缩、精制等。 <2>膜分离技术不耗化学试剂和添加剂，不会因此而污染产品； <3>膜分离通常是一个高效的分离过程，目前已广泛的应用与盐水与海水淡化、工业用水和生活用水的净化、溶质的浓缩与分离过程。 <4>膜分离设备本身没有运动部件，工作温度在室温附近。它的操作十分简单，从开动到得到产品的时间很短，可以在高频的启、停下工作。 <5>膜分离设备的体积比较小，占地较少，通常可以直接插入已有的生产工艺流程，不需要对生产线进行大的改变。 膜分离过程的原理及分类 在膜分离过程中，由于膜具有选择透过性，当膜两侧存在某种推动力（如压力差，浓度差，电位差等），原料侧组分选择性地透过膜以达到分离提纯的目的。实际中物质通过膜的传递极为复杂，不同的膜过程使用的膜不同，推动力不同,其传递机理也不同。 膜分离过程按其分离对象可分为气体（蒸汽）分离和液体分离。按其分离方法可分为反渗透法(RO)、纳滤（NF）、超滤（UF）、微滤（MF）、电渗析（ED）、气体分离（GS）和渗透蒸发（PV）以及与其它过程相结合的分离过程，例如：，膜蒸馏、膜吸收、膜萃取等。由于本论文中用超滤膜对红花提取液进行了分离、纯化的初步探讨，下面就超滤过程做简单介绍。超滤 超滤膜技术的发展现状 超滤膜过程是根据体系中相对分子质量的大小和形状，通过膜孔的筛分、吸附等作用，

膜分离技术及其应用领域分析

膜分离技术及其应用领域分析 膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离都采用错流过滤方式。 一、膜分离技术原理及特点 膜分离技术以选择性透过膜为分离介质，如图1所示，当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时，原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离、提纯的目的。膜分离技术以其低能耗、高效率被认为是理想的分离技术之一。 图1膜分离技术原理 利用膜分离技术进行分离所具有的特点包括：1）膜分离过程不发生相变化，因此膜分离技术是一种节能技术；2）膜分离过程是在压力驱动下，在常温下进行分离，特别适合于对热敏感物质，如酶、果汁、某些药品的分离、浓缩、精制等。3）膜分离技术适用分离的范围极广，从微粒级到微生物菌体，甚至离子级都有其用武之地，关键在于选择不同的膜类型；4）膜分离技术以压力差作为驱动力，因此采用装置简单，操作方便。 基于膜分离技术所具有上述特点，是现代生物化工分离技术中一种效率较高的分离手段，完全可以取代传统的过滤、吸附、蒸发、冷凝等分离技术，所以膜分离技术在生物化工分离工程中起着很大的作用。 二、膜分离技术种类分析 按照膜孔径和成膜材料分类，常用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透以及气体分离等。各种膜过程具有不同的分离机理，可适用于不同的对象和要求。按分离原理和按被分离物质的大小区分的分离膜种类，从下表可以看出，几乎所有的分离膜技术均可应用于任何分离、提纯和浓缩领域。反渗透和纳滤作为主要的水及其它液体分离膜之一，在分离膜领域内占重要地位。

电子技术发展史概述-首次

电子技术发展史概述电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学的重大突破，电子技术在二十世纪发展最为迅速，应用最为广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。 从20世纪60年代开始，电子器件出现了飞速的发展，而且随着微电子和半导体制造工艺的进步，集成度不断提高。CPLD／FPGA、ARM、DSP、A／D、D／A、RAM和ROM等器件之间的物理和功能界限正日趋模糊，嵌入式系统和片上系统(SOC)得已实现。以大规模可编程集成电路为物质基础的EDA技术打破了软硬件之间的设计界限，使硬件系统软件化。这已成为现代电子设计的发展趋势。 现在，人们已经掌握了大量的电子技术方面的知识，而且电子技术还在不断的发展着。这些知识是人们长期劳动的结晶。 我国很早就已经发现电和磁的现象，在古籍中曾有“磁石召铁”和“琥珀拾芥”的记载。磁石首先应用于指示方向和校正时间，在《韩非子》和东汉王充着《论衡》两书中提到的“司南”就是指此。以后由于航海事业发展的需要，我国在十一世纪就发明了指南针。在宋代沈括所着的《梦溪笔谈》中有“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”的记载。这不仅说明了指南针的制造，而且已经发现了磁偏角。直到十二世纪，指南针才由阿拉伯人传入欧洲。 在十八世纪末和十九世纪初的这个时期，由于生产发展的需要，在电磁现象方面的研究工作发展的很快。库仑在1785年首先从实验室确定了电荷间的相互作用力，电荷的概念开始有了定量的意义。1820年，奥斯特从实验时发现了电流对磁针有力的作用，揭开了电学理论的新的一页。同年，安培确定了通有电流的线圈的作用与磁铁相似，这就指出了此现象的本质问题。有名的欧姆定律是欧姆在1826年通过实验而得出的。法拉第对电磁现象的研究有特殊贡献，他在1831年发现的电磁感应现

膜分离技术在环境及生活中的应用

膜分离技术在环境及生活中 的应用 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

成绩批阅人 2015-2016第二学期 （课程考查论文） 课程名称：现代分离方法与技术 论文标题：膜分离技术在环境及生活中的应用 专业班级：13应用化学（含职教师范） 学号： 20134329 姓名：张小龙 考查时间: 2016年6月23 选题结构表达格式综合总分批阅人

目录 1.前言 (3) 1.膜分离技术 (3) 1.1膜的基本概念 (3) 1.2膜的基本特性 (3) 1.3膜分离的基本原理 (3) 2.膜分离法的分类 (4) 3.膜分离技术的发展及特点 (4) 3.1.1膜分离技术的发展 (4) 3.1.2膜分离技术的特点 (4) 4.膜分离技术在环境及生活中的一些应用 (5) 4.1膜在环境上的应用 (5) 4.1.1膜在大气中的应用 (5) 4.1.2膜在固体废物中的应用 (5) 4.1.3膜在废水中的应用 (6) 4.2膜在生活中的应用 (6) 4.2.1膜在饮水中的应用 (6) 4.2.2膜在啤酒无菌过滤中的应用 (6) 4.2.3膜在除油烟上的应用 (6) 5.膜分离技术的发展前景 (6) 6.结论 (7) 参考文献 (8)

膜分离技术在环境及生活中的应用 摘要：膜分离技术( Membrane Separation Technologies)被公认为20世纪末至21世 纪中期最有发展前途的高新技术之一。随着膜设备和技术的不断发展和成熟，其在各行业中有着广泛的应用。并以使海水淡化、烧碱生成、乳品加工等多种传统的工艺生产面貌发生了根本性的改变。本文基于一系列文献基础上简单介绍了膜分离技术的特性以及它在环境如大气、水、废液、有机物处理和生活等方面的应用。 关键词：膜分离技术；环境；生活；应用 前言：膜分离技术是指用天然或人工合成的具有选择透过性膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的边缘学科高新技术[1]。由于膜分离技术具有节能、高效、简单、造价低、无相变、可在常温下连续操作等优点，而且特别适合热敏性物质的处理的特点，其应用已渗透到人们生活和生产的各个方面，现已被广泛应用于化工、环保、生物工程、医药和保健、食品和生化工程等行业[2]。虽然膜分离技术的应用在许多方面离产业化要求还有很长的距离，但是随着新型膜材料的不断开发、高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入, 膜分离技术应将得到更加广泛的应用，其在未来是世界各国研究的热点，它将在各个领域发挥更引人注目的作用。 现本文对膜分离技术的一些特点及其环境与生活方面的应用现状进行综述，并且提出了膜分离技术的发展前景。 1、膜分离技术 1.1膜的基本概念 膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用。 膜的厚度在0.5mm以下，否则，就不称为膜。 1.2膜的基本特性 （1）不管膜多薄, 它必须有两个界面，这两个界面分别与两侧的流体相接触。 （2）膜传质有选择性，它可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。

膜分离技术及其应用和前景

膜分离技术概论 XXX 机械工程及自动化专业机械104班1003010414 摘要：膜分离是在20世纪60年代迅速发展起的一门分离技术，膜分离主要包括分离、浓缩、纯化和精制等功能且操作简单、易于操作，因此目前膜分离技术被广泛应用于供水、制药、食品、环保、废品回收、水的淡化等工业生产过程中，产生了巨大的经济效益和社会效益。本文首先介绍了膜分离技术中的一些概念、膜的种类及其原理，然后介绍了一些常见的膜分离过程在实际生产中的应用；最后介绍了我国膜分离技术的发展概况及前景。 关键词：膜分离，技术，前景，概况 Membrane-Seperating technology Abstract: Membrane-Seperating technology is a separating technology which developed fast in the 1960s. This technology involves in various functions like separating、concrntrating、purifying and refining,what else, for it’s easily to operate it’s now widely used in the fields of water supplyment、medicine production、food、environment protecting、waste water recycling and so on, make great economical and social benefits. This passage first explain some concepts membrane technology、main theory involved and sort of it. Key words: Membrane-Seperating，technology，introduction，prospect 1膜分离技术的原理 现代膜分离技术分离的根本原理在于膜具有选择透过性。膜分离法是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，可用于液相和气相。对于液相分离，可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系。以下重点介绍反渗透的基本原理、微滤原理及超滤原理。

电子技术的发展与应用综述

电子技术的发展与应用综述 摘要:本文针对电子技术的基本概念,发展及在自动化专业中的典型应用、工艺、功能电路实现手段及未来发展前景等进行了综述。其中,着重介绍了电子技术自动化、温度控制系统等当前电子技术应用较为广泛的领域。同时，文章以微电子领域为主阐述了电子技术未来发展的方向。 关键词:电子技术;EDA;自动控制;变革 引言 人类历经过以火、陶瓷及金属农具生产为代表的年代；人类也走过以英国瓦特蒸汽机发明为代表的产业革命、以德国李比希为代表的化工技术革命以美国爱迪生发明为代表的电力革命；如今跨入了以高新科技综合创新为代表的信息革命时代。 而正是电子技术的出现和应用，使人类进入了高新技术时代．电子技术诞生的历史虽短，但深入的领域却是最广最深，而且成为人类探索宇宙宏观世界和微观世界的物质技术基础．随着新型电子材料的发现，电子器件发生了深刻变革。 二十一世纪，人类进入信息时代，信息社会中信息的生产、存储、传输和处理等过程一般均由电子电路来完成，因此电子技术在国民经济各方面占有至关重要的作用。尤其是近年来，随着计算机技术、通信技术和微电子技术等高新科技的迅猛发展，大量的生产实践和科学技术领域都存在着大量与电子技术有关的问题，目前，电子技术的应用极其广泛，涉及计算机产业、通讯、科学技术、工农业生产、医疗卫生等各个领域，如电视信号传播、无线电通信、光纤通信、军事雷达、医疗X射线透视等，所有这些方面均与电子科学与技术学科息息相关，密不可分。 电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。电子技术是其他高新技术发展的基础和龙头，它的发展带动了其他高新技术的发展。 1.电子技术发展史概述 电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学的重大突破，电子技术在二十世纪发展最为迅速，应用最为广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。

《膜分离技术及应用》学习心得

一、学习安排 1、学习目标要明确，做好切实可行的计划； 2、合理安排时间，按时完成学习任务； 3、养成做笔记的习惯； 4、认真地完成布置的作业，养成自主的学习习惯； 5、多向老师和同学请教； 6、及时做好考前的复习工作。 总之，虽然客观制定了个人初步学习计划，还存在许多不完善与不足之处，还需要今后根据自己的切实情况，在学习中不断地补充，加以改进、及时地总结经验，以合格的成绩来完成自己的学业。 二、学习心得 在以前的学习过程中都没有接触过这类知识，所以由对膜的不理解进而升华为对膜的好奇，进而增加了对学习这门课程的兴趣。以前书本中介绍过人体中的一种膜-细胞膜。细胞膜有重要的生理功能，它既使细胞维持稳定代谢的胞内环境，又能调节和选择物质进出细胞。细胞膜会对物质进行选择性的进出，那么是不是所有的膜类材料都有此功能呢?带着疑问，带着兴趣开启了胡老师与我们的《膜分离技术及应用》这门课程的学习，在课堂上，通过老师的详细介绍，我收获颇多。 1.超滤膜的简介 超滤(Ultra-Filtration ,UF)是一种压力驱动的膜分离过程，是根据分子的大小和形态进行分离的。自20世纪60年代以来，超滤很快从实验规模发展成为重要的工业单元操作技术，它已广泛用于食品、医药，工业废水处理，高纯水制备及生物技术工业。在工业废水处理方面应用最普遍的是电泳涂漆过程，城市污水处理及其他工业废水处理领域都是超滤未来的发展方向。 2.超滤膜在废水处理中的应用：含油废水处理 机械行业工件的润滑、清洗和石化行业的炼制及加工等都会产生含油废水，

其油一般为漂浮油、分散油和乳化油三种存在形式。其中乳化油的分离难度最大，用电解或化学法破乳使油粒凝聚的费用较高，而超滤就不需要破乳直接可将油水分离，特别适用于高浓度乳化油的处理和回收。超滤处理乳化油废水时，界面活性剂大部分可透过，而超滤膜对油粒子完全阻止，随浓度增加油粒子粗粒化成为漂浮油浮于液面上，再用撇油装置即可撤除。陆晓千等用超滤膜技术处理清洗车床、设备等含油污水，颜色为乳白色，含油(1000～5000)mg/L，COD浓度高达(10000～50000)mg/L，经超滤膜处理后，颜色透明。含油低于10mg/L，COD(1700～5000)mg/L，除油滤99％。 3.纳滤膜的简介 纳滤膜（Nanofiltration membrane，NF）又称疏松型反渗透膜，它是介于反渗透与超滤之间的一种膜分离技术。但纳滤膜多数为荷电膜，其对无机盐的分离行为不仅受到化学势梯度控制，同时也受到电势梯度的影响。其表面由一层非对称性结构的高分子与微孔支撑体结合而成，以压力差为推动力，对水溶液中低分子量的有机溶质截留，而盐类组分则部分或全部透过，从而使有机溶质得到同步浓缩和脱盐的目的。 4.纳滤膜在废水处理中的应用 在金属加工与合金生产中产生的金属废水，含有浓度相当高重金属离子。将这些重金属离子生成氧氧化物沉淀除去是处理含重金属废水的一般措施。采用纳滤膜技术，不仅可以回收90％以上的废水，使之纯化，而且同时使重金属离子含量浓缩10倍左右，浓缩后的重金属具有回收利用的价值。如果条件控制适当，纳滤膜还可以分离溶液中的不同金属。 三、学习总结 通过胡老师对课程的认真讲述，我了解了膜分离技术中的一些概念、膜的种类及其原理，同时也介绍了一些常见的膜分离过程在实际生产中的应用以及我国膜分离技术的发展概况及前景。目前膜分离、浓缩、纯化技术正在被各个领域广泛应用，随着膜技术的不断发展和对产品质量的不断提高，各行业对传统工艺改造更新的要求越来越迫切，膜分离技术也有了更为广阔的应用前景。这几个月来，我们由浅入深，时刻跟着老师的节奏去复习和预习，老师要求的重点我会主动记

膜分离的发展及其工业应用

膜分离技术的发展及其工业应用 摘要:膜分离技术作为新型高科技分离技术之一,倍受众多工业的关注。综述了膜分离技术的发展,及今后的发展趋势,对其在石化行业、水处理、食品行业主要工业应用进行较为详细的阐述。 关键词:膜分离技术;膜发展;膜应用 分离技术的发展与人类的生产实践密切相关,伴随着生产力的发展,科学技术的进步,分离的方法也从简到繁,从低级到高级,工艺从一种方法到多种联用。已由过去简单的蒸馏分离技术发展到现在复杂的超临界萃取技术,膜分离技术等。 膜分离技术[1],顾名思义,是利用一张特殊制造的,有选择透过性能的薄膜,在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种新型分离技术。实践证明,当不能经济地用常规的分离方法得到较好的分离时,膜分离作为一种分离技术往往是非常有用的,并且膜分离技术还可以和常规的分离方法结合起来使用,使分离技术投资更为经济。表1是几种主要的膜分离过程及其传递机理,推动力,透过物,膜类型的比较。 表1几种主要的膜分离过程 1发展史 膜分离在生物体内广泛存在,而人们对其的认识、利用、模拟,及至目前的人工合成的过程却是极其漫长而曲折的。膜分离技术发展大致可分为3个阶段: ——50年代,奠定基础的阶段,主要是对膜分离科学的基础理论研究和膜分离技术的初期工业开发; ——60年代～80年代,发展阶段,主要是使一些膜分离技术实现工业化生产,同时又开发研制了几种重要膜分离过程; ——90年代～至今,发展深化阶段,主要是不断提高已实现工业化的膜分离水平,扩大使用范一些难度较大的膜分离技术的开发得到突飞猛进的发展,并开拓了新的膜分离技术。

1.1膜分离技术的起源 200多年前,Abbe Nollet在1748年观察到水可以通过覆盖在盛有酒精溶液瓶口的猪膀胱进入瓶中,发现了渗透现象。但是,直到19世纪中叶Gra-ham发现了透析(Dialysis)现象,人们才开始对膜分离现象重视起来,并开始研究。最初,许多生理学家使用的膜主要是动物膜。1867年Moritz Taube制成了人类历史上第一张合成膜——亚铁氰化钠膜,并以近代的观点予以论述。随后,Preffer用这种膜在蔗糖和其他溶液进行试验,把渗透压和温度及溶液浓度联系起来。接下来Van′t Hoff以Preffer的结论为出发点,建立了完整的稀溶液理论。1911年Donnan研究了荷电体传递中的平衡现象。1920年,Gibbs从热力学角度提供了认识渗透压现象和它与其他热力学性能关系的理论。1925年世界上第一个滤膜公司(Sartorius)在德国Gottingen公司成立。1930年Treorell Meyer,Sievers等对膜电动势的研究,为电渗析和膜电极的发明打下了基础。1950年W.Juda等试制成功第一张具有实用价值的离子交换膜,电渗析过程得到迅速发展。 1.2膜分离技术的发展 60年代末期,加利福尼亚大学的Yuster、Loeb、Sourirajan等对膜材料进行了广泛的筛选工作,结果发现乙酸纤维素也具有特殊的半透性质。为了改进乙酸纤维素的透水性能,他们采用过氯酸镁水溶液为添加剂,经过反复试验,终于在1960年首次制成世界上具有历史意义的高性能非对称的乙酸纤维素反渗透膜,这使得Allied-Singned公司开创了RO工业应用的时代。随后,制膜技术不断机械化、自动化,膜的形式也从平板膜发展到管式膜及中空膜等。1971年Du Pont化学公司也推出三醋酸纤维素中空纤维透过器。微滤、反渗透、超滤、透析及气体分离等膜分离技术都在60～80年代相继得到迅速发展。 1.3发展趋势 近10多年来世界各国对膜分离技术的重视,极大地促进膜技术的发展,90年代Get Gmb H公司推出了渗透蒸发。中科院近来开发的某种新型渗透汽化膜及其工艺过程,将变革MTBE 的生产工艺,产生可观的经济效益。近几年开发的纳滤膜分离技术,其膜的孔径比反渗透膜稍大,截留粒子的直径为几个nm,分子量为200～500,允许通过单价离子,低分子量有机溶剂。我国对纳滤技术的开发和应用也相当广泛。 随着新型膜材料的开发和膜过程的改进,膜分离技术将不仅可以替代某些单元操作,而且可以与许多单元操作相结合,以取得更好的分离效果。例如将膜分离技术与催化反应结合起来形成膜反应器 1 膜分离技术概述 随着纳滤分离技术越来越广泛地应用于食品、医药、生化行业的各种分离、精制和浓缩过程,纳滤膜分离机理的研究也成为当今膜科学领域的研究热点之一。 1.1 微滤 微滤主要是根据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程。在给定压力下[(50~100) kPa],溶剂、盐类及大分子物质均能透过孔径为(0.1~20)Lm的对称微孔膜,只有直径大于50nm的微细颗粒和超大分子物质被截留,从而使溶液或水得到净化。微滤技术是目前所有膜技术中应用最广、经济价值最大的技术。主要用于悬浮物分离、制药行业的无菌过滤等。在微滤方面今后应着重研究开发廉价膜组件;耐高温抗溶剂的膜及组件;不污染,易清洗的长寿命膜。 1.2 超滤 超滤和微滤一样,也是利用筛分原理以压力差为推动力的膜分离过程。同微滤过程相比超滤的分离技术,可用于传统分离手段较难处理的恒沸物、近沸物系的分离,微量水的脱除及水中微量有机物的去除。渗透蒸发是利用溶液的吸附扩散原理,以膜两侧的蒸汽压差[(0~100)kPa])做为推动力,使一些组分首先选择性地溶解在膜料液的侧表面,再扩散透过膜,最