生物工業(yè)下游技術第八章膜的分離過程演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有111頁\編輯于星期三（優(yōu)選）生物工業(yè)下游技術第八章膜的分離過程現(xiàn)在是2頁\一共有111頁\編輯于星期三1.對稱膜結構與方向無關的膜，孔徑不規(guī)則或一定。2.非對稱膜分離層（活性膜）和多孔支持層；活性膜要朝向待濃縮的原溶液；多孔支持層只起支撐作用，使膜具有必要的強度；具有高傳質速率和良好的機械強度，被脫除的物質大多在其表面，易于清除。一.膜和膜分離過程的分類與特性現(xiàn)在是3頁\一共有111頁\編輯于星期三現(xiàn)在是4頁\一共有111頁\編輯于星期三3.復合膜活性膜層沉積于具有微孔的底膜（支撐層）表面上；表層與底層是不同的材料；膜的性能與活性膜和底層膜都有關系。4.荷電膜（離子交換膜）含有溶脹膠載著固定的正電荷或負電荷；陰離子交換膜：帶正電荷；陽離子交換膜：帶負電荷?，F(xiàn)在是5頁\一共有111頁\編輯于星期三5.微孔膜（0.05－20m）6.動態(tài)膜在多孔介質上沉積一層顆粒物作為有選擇作用的膜；沉積層與溶液處于動態(tài)平衡；可在高溫下應用，膜更新容易，不穩(wěn)定?，F(xiàn)在是6頁\一共有111頁\編輯于星期三1.滲透（osmosis）和透析（dialysis）滲透是一個擴散過程，在膜兩邊滲透壓差的作用下溶劑產生流動；透析是利用膜兩邊的濃度差從溶液中分離出小分子物質的過程；透析過程與滲透過程相重疊；溶液濃度不斷降低。重要的膜分離過程現(xiàn)在是7頁\一共有111頁\編輯于星期三1.醋酸纖維素膜2.聚酰胺膜純水鹽溶液施加的外壓力滲透反滲透現(xiàn)在是8頁\一共有111頁\編輯于星期三2.反滲透（reverseosmosis）在膜的兩邊造成一個壓力差，并使其大于滲透壓，就會發(fā)生溶劑倒流，使?jié)舛容^高的溶液進一步濃縮。3.超濾（ultrafiltration）按粒徑選擇分離溶液中所含的微粒和大分子的膜分離操作；膜只阻擋大分子，大分子的滲透壓不明顯?，F(xiàn)在是9頁\一共有111頁\編輯于星期三現(xiàn)在是10頁\一共有111頁\編輯于星期三4.微過濾（microfiltration）多孔細小薄膜為過濾介質，使不溶物濃縮過濾的操作。5.電滲析（electrodialysis）在電場中交替裝配的陰離子和陽離子交換膜，在電場中形成一個個隔室，使溶液中的離子有選擇地分離或富集。6.氣體透過（gaspermeation）利用微孔或無孔膜進行氣體分離?，F(xiàn)在是11頁\一共有111頁\編輯于星期三負極陽離子膜淡水陰離子膜正極鹽水+——+++————++鹽水現(xiàn)在是12頁\一共有111頁\編輯于星期三二、膜的制造膜具有較大的透過速度和較高的選擇性，還應具備：機械強度好、耐熱、耐化學和細菌腐蝕、耐凈化和殺菌處理、成本低。現(xiàn)在是13頁\一共有111頁\編輯于星期三制造膜的材料：改性天然物醋酸纖維素、丙酮-丁酸纖維素、再生纖維素、硝酸纖維素。合成產物聚胺（聚芳香胺、聚胺肼）、乙烯基聚合物、聚砜、聚脲、聚呋喃、聚乙烯、聚丙烯。特殊材料聚電解絡合物、多孔玻璃、氧化石墨、ZrO2-聚丙烯酸?，F(xiàn)在是14頁\一共有111頁\編輯于星期三醋酸纖維素膜優(yōu)點：水滲透流率高，截留率好，適宜制備反滲透膜；原料來源豐富，價格便宜；無毒制膜工藝簡單，便于工業(yè)化生產。缺點：熱穩(wěn)定性差，在低溫下容易招致細菌生長；抗氧化性能差，膜的使用壽命低；易水解，易壓密；抗微生物侵蝕性能較弱?，F(xiàn)在是15頁\一共有111頁\編輯于星期三現(xiàn)在是16頁\一共有111頁\編輯于星期三1.相轉變法制造膜制備澆鑄液在適宜的支持物上把澆鑄液鋪開蒸發(fā)一部分溶劑凝膠的形成熱處理（退火）現(xiàn)在是17頁\一共有111頁\編輯于星期三醋酸纖維膜的處方澆鑄液：

醋酸纖維素25%

丙酮45%甲酰胺30%沉淀劑：水操作條件：澆鑄溫度20℃

凝膠浴溫度1℃

退火溫度78℃退火時間10min現(xiàn)在是18頁\一共有111頁\編輯于星期三缺點：制膜的重演性很差不對稱膜易壓密現(xiàn)在是19頁\一共有111頁\編輯于星期三2.燒結法取顆粒大小一定的膜材料細粉置于一定的模具內，嚴格控制溫度和壓力，使細粒子的表面由軟變熔，進而互相粘結而形成多孔體，最后經機械加工即得。有平整不易變形和耐高溫的優(yōu)點?，F(xiàn)在是20頁\一共有111頁\編輯于星期三3.核徑跡法將厚為5～15μm薄膜于放射性物質下接受粒子照射，使高分子主干的化學鍵斷裂形成徑跡?？椎拿芏扔烧丈鋾r間加以控制。將照射過的膜用酸堿液腐蝕，使輻射受損的材料刻蝕形成垂直孔道。膜的表面光滑、孔道直且大小均勻、適宜于聚碳酸酯和聚乙酯作微孔膜。現(xiàn)在是21頁\一共有111頁\編輯于星期三4.拉伸法首先將晶態(tài)聚烯烴在低熔融溫度下擠壓成膜，然后拉伸得到高的熔融應力，再在無張力條件下退火，然后拉伸即得?，F(xiàn)在是22頁\一共有111頁\編輯于星期三5.復合膜的制備一種是把稀薄的聚合物溶液浸漬疊加在支撐材料上；在多孔支撐表面進行相界面聚合作用?，F(xiàn)在是23頁\一共有111頁\編輯于星期三三、膜的性能和參數(shù)1.孔道特征包括孔徑、孔徑分布和空隙度。2.水通量（J）（m3/m2·s）單位時間內通過單位膜面積的水體積流量，也稱透水率?，F(xiàn)在是24頁\一共有111頁\編輯于星期三三、膜的性能和參數(shù)3.截留率和截斷分子量截留率：σ=1—CP/CB

截斷分子量：相當于一定截留率（90%以上）的最小被截留溶質的分子量。CPCB現(xiàn)在是25頁\一共有111頁\編輯于星期三影響截留率的因素溶質分子的大小分子的形狀吸附作用其他高分子溶質的影響溫度、pH、離子強度等現(xiàn)在是26頁\一共有111頁\編輯于星期三四、膜的使用壽命1.膜的壓密作用在壓力的作用下，膜的水通量隨運行時間的延長而逐漸降低，膜外觀厚度減少，膜由半透明變?yōu)橥该?。影響因素：操作壓力和溫度?，F(xiàn)在是27頁\一共有111頁\編輯于星期三2.膜的水解作用醋酸纖維素是有機酯類化合物，比較容易水解，水解的結果是乙酰基脫掉。實際操作中，可控制進液pH和進料溫度。現(xiàn)在是28頁\一共有111頁\編輯于星期三3.膜的濃差極化在膜分離過程中，膜表面上溶質濃度高于主體溶質濃度的現(xiàn)象。如下圖：后果：提高滲透壓，降低水通量；降低膜的截留率；產生結垢現(xiàn)象，造成物理堵塞，使膜逐漸失去透水能力?，F(xiàn)在是29頁\一共有111頁\編輯于星期三4.膜污染一種是附著層，由料液中懸浮物堆積于膜面，由溶解性的有機物粘附和溶解性的無機物生成的水垢積附、膠體物質和微生物等吸附于膜面；另一種是堵塞，是微細粒子或小分子溶質吸附、積累在膜表面或膜孔中結晶沉積所致?，F(xiàn)在是30頁\一共有111頁\編輯于星期三減輕膜污染的方法料液的有效預處理改善膜的表面性質和電荷性改變操作條件現(xiàn)在是31頁\一共有111頁\編輯于星期三膜分離過程的類型及其特點

粒子項目粒子大小分離方法分離動力粗?！?00μm常規(guī)過濾壓力差細粒1—100μm高速離心、常規(guī)過濾壓力差微粒0.01—10μm微濾壓力差大分子1—100nm超濾、透析壓力差、擴散小分子、離子0.1—10nm反滲透、電滲析壓力差、電能現(xiàn)在是32頁\一共有111頁\編輯于星期三（一）膜組件結構與特點良好的膜組件應具備的條件：沿膜面的流動性好，以利于減少濃差極化；較大的膜面積與壓力容器體積比；組件的價格低；清洗和膜的更新方便；保留體積小，且無死角。五、膜的應用現(xiàn)在是33頁\一共有111頁\編輯于星期三（一）膜組件結構與特點1.管式特點：無死角，易清洗；處理含固體較多的料液；單根管子可以調換。缺點：保留體積大；單位體積中所含過濾面積較小，壓力降大。五、膜的應用現(xiàn)在是34頁\一共有111頁\編輯于星期三保留體積小;單位體積中所含過濾面積大;可以逆洗;料液需要預處理;單根纖維損壞時，需調整整個模件。2.中空纖維式現(xiàn)在是35頁\一共有111頁\編輯于星期三3.螺旋卷繞式單位體積中所含過濾面積大；換新膜容易；料液需要預處理；壓降大；易污染，清洗困難。現(xiàn)在是36頁\一共有111頁\編輯于星期三4.平板式保留體積小，操作費用低的壓力降，液流穩(wěn)定，比較成熟。死體積較大，易漏，高固含量會堵塞進料液通道，拆卸比清潔管道更費時間。現(xiàn)在是37頁\一共有111頁\編輯于星期三1-料液2-泵3-膜組件4-濾液5閥6-壓力表現(xiàn)在是38頁\一共有111頁\編輯于星期三1.優(yōu)點相態(tài)不變，無需加熱，設備簡單，能耗低。2.膜的特性透水率、透鹽率、抗壓性等。3.應用海水脫鹽，食品醫(yī)藥的濃縮，超純水的制造等。4.膜材料醋酸纖維膜、芳香聚酰胺膜、高分子電解質膜、無機質膜等。（二）反滲透（RO或HF）現(xiàn)在是39頁\一共有111頁\編輯于星期三1.概念凡是能截留分子量在500以上的高分子的膜分離過程。2.應用各種小分子可溶性溶質和高分子物質如蛋白質、酶、病毒等溶液的濃縮、分離和純化。（三）超濾（UF）現(xiàn)在是40頁\一共有111頁\編輯于星期三3.材料醋酸纖維，聚砜，芳香聚酰胺，聚丙烯，聚乙烯，聚碳酸酯，尼龍等高分子材料。4.濃縮模式過濾溶劑和小分子溶質被除去，料液逐漸濃縮。5.透析過濾在過程中不斷加入水或緩沖液，保持較高的通量?，F(xiàn)在是41頁\一共有111頁\編輯于星期三6.應用檸檬酸、抗生素、氨基酸等小分子物質分子量在500～2000之間超濾膜的截斷分子量為10000～30000，使大小分子分開。酶和蛋白質的脫鹽濃縮，如用醋酸纖維素膜濃縮-淀粉酶，平均收率95%，可濃縮4～5倍。現(xiàn)在是42頁\一共有111頁\編輯于星期三1.應用主要用于分離流體中0.1～10m的微生物和微粒子，以達到凈化、分離和濃縮的目的。2.材料纖維素酯類，聚酰胺，聚氯乙烯，聚丙烯等。（四）微孔過濾（MF）現(xiàn)在是43頁\一共有111頁\編輯于星期三現(xiàn)在是44頁\一共有111頁\編輯于星期三1.概念介于超濾和反滲透之間，以壓力差為動力，從溶液中分離出300～1000相對分子量物質的膜分離過程。2.特點能截留小分子有機物；并同時透析出鹽；濃縮與透析為一體；操作壓力低。（五）納米過濾（NF）現(xiàn)在是45頁\一共有111頁\編輯于星期三板式膜分離器（實驗室用）現(xiàn)在是46頁\一共有111頁\編輯于星期三中空纖維膜分離器（實驗室用）現(xiàn)在是47頁\一共有111頁\編輯于星期三板式膜分離器（實驗室用）現(xiàn)在是48頁\一共有111頁\編輯于星期三Millipore公司板式膜分離器（實驗室用）現(xiàn)在是49頁\一共有111頁\編輯于星期三中空纖維膜分離器（工業(yè)用）現(xiàn)在是50頁\一共有111頁\編輯于星期三卷式膜分離器（工業(yè)用）現(xiàn)在是51頁\一共有111頁\編輯于星期三思考題1.何謂膜分離？主要有那幾種膜分離方法？2.膜在結構上可分為那幾種？膜材料主要用什么？3.簡述微濾、超濾膜、反滲透膜在膜材料、結構、性能、分離機理及其應用等方面的異同點3.膜分離的表征參數(shù)有那些？何謂膜截留分子量？4.何謂濃差極化現(xiàn)象？它是如何影響膜分離的？減少濃差極化現(xiàn)象的措施？5.膜的清洗及保存方法有那幾種？6.膜分離設備按膜組件形式可分為幾種？相比較的優(yōu)缺點？現(xiàn)在是52頁\一共有111頁\編輯于星期三超氧化物岐化酶(SOD)的制備

SOD（Superoxidedismutase），是一種廣泛存在于動、植物及微生物中的金屬酶。自從1973年Weisiger等在雞肝中發(fā)現(xiàn)兩種SOD以來，至今已采用了各種分離及分析方法，成功地從各種動物肝臟及血液中，分離純化了SOD?，F(xiàn)在是53頁\一共有111頁\編輯于星期三同時發(fā)現(xiàn)SOD的存在可能與機體衰老、腫瘤發(fā)生、自身免疫性疾病和輻射防護等有關。目前臨床上主要用于延緩人體衰老，防止色素沉著，消除局部炎癥，特別是治療風濕性關節(jié)炎、慢性多發(fā)性關節(jié)炎及放射治療后的炎癥，無抗原性，毒副作用較小，是很有臨床價值的治療酶?，F(xiàn)在是54頁\一共有111頁\編輯于星期三SOD不僅在臨床上大顯身手，而且近年來又被廣泛地應用于日用化工行業(yè)。含有SOD的化妝護膚品，對抗衰老及去除臉面雀斑等有顯著作用。添加SOD的化妝護膚品倍受女士的青睞，其產品具有很強的競爭力。？？？隨著SOD被廣泛應用于護膚霜、洗面奶、香皂等領域及活性氧、疾病診斷和抗輻射等方面的研究，SOD將成為廣大藥廠和日用化工廠的重要原料。

現(xiàn)在是55頁\一共有111頁\編輯于星期三新鮮牛血分離血球血漿（供制備凝血酶用）血球沉淀（棄去）上清液沉淀上清夜（棄去）沉淀物用蒸餾水溶解雜物（棄去）上清夜上清夜（回收）沉淀溶解雜物（棄去）上清液DEAE－SephadexA-50分離純化洗脫液透析液濃縮干燥提取沉淀產品從牛血中提取SOD現(xiàn)在是56頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟分離血球：取新鮮牛血，按100kg牛血加3.8g檸檬酸三鈉投料，攪拌均勻，裝入離心管中，在離心機中以3000轉／分速度離心15分鐘，收集血球，血漿可用于制備凝血酶?，F(xiàn)在是57頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟提?。喊咽占难蛴?.9％氯化鈉溶液洗三遍(每次用血球2倍體積的氯化鈉溶液)，然后加入蒸餾水(和牛血等量的水)，在0～4℃條件下，攪拌溶血30分鐘，再緩慢加入溶血的血球0.25倍體積的95％乙醇和0.15倍體積(相對于溶血的血球而言)的氯仿(乙醇和氯仿要事先冷卻至4℃以下)，攪拌均勻，靜置20分鐘，置離心機中離心30分鐘，收集上清液，棄去沉淀?，F(xiàn)在是58頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟沉淀：在上清液中加入2倍體積的冷丙酮，攪拌均勻，于冷處靜止20分鐘，離心收集沉淀。沉淀物用1～2倍體積的水溶解，在55℃水浴中保溫15分鐘，離心收集上清液。再用2倍冷丙酮使上清液沉淀，靜置過夜。然后離心收集沉淀，上清液可回收丙酮?，F(xiàn)在是59頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟DEAE—SephadexA-50分離純化：把以上沉淀溶于pH值為7.6、2.5μmol／L的K2HPO4-KH2PO4緩沖液中，用離心法除去雜質，收集上清液準備上柱?，F(xiàn)在是60頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟先把DEAE-SephadexA-50裝入3×40厘米的柱中，用pH值為7.6、2.5微摩爾／升的緩沖液上柱，等流出液的pH值為7.6時，然后將樣品上柱，用pH值7.6、2.5微摩爾／升～50微摩爾／升的緩沖液進行梯度洗脫(洗脫液濃度從2.5微摩爾／升開始逐漸加大至最終濃度達50微摩爾／升，這樣便形成一個洗脫梯度)，收集具有SOD的活性峰?，F(xiàn)在是61頁\一共有111頁\編輯于星期三現(xiàn)在是62頁\一共有111頁\編輯于星期三現(xiàn)在是63頁\一共有111頁\編輯于星期三現(xiàn)在是64頁\一共有111頁\編輯于星期三現(xiàn)在是65頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟將洗脫液倒入透析袋中，在蒸餾水中進行透析(透析方法是利用小分子物質在溶液中通過透析袋，而蛋白質和粘多糖等大分子不能通過透析袋的性質而達到不同大小分子分離的一種方法)，然后將透析液經超濾濃縮后，冷凍干燥即為SOD產品。

現(xiàn)在是66頁\一共有111頁\編輯于星期三新鮮豬血分離血球黃色血漿（供制備凝血酶用）紅血球血紅蛋白（棄去）離心液沉淀清夜（棄去）沉淀物熱變沉淀（棄去）上清液上清夜（回收）沉淀溶解雜物（棄去）上清液DEAE－SephadexA-50分離純化洗脫液透析液濃縮干燥除血紅蛋白冷丙酮產品從豬血中提取SOD現(xiàn)在是67頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟分離血球：取新鮮牛血，按100kg牛血加3.8g檸檬酸三鈉投料，攪拌均勻，裝入離心管中，在離心機中以3000轉／分速度離心15分鐘，收集血球，血漿可用于制備凝血酶?，F(xiàn)在是68頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟除血紅蛋白：紅血球用兩倍0.9％氯化鈉溶液離心洗滌三遍，然后向洗凈的紅血球加入等體積去離子水，劇烈攪拌30分鐘，于0～4℃靜置過夜。再向溶血液中分別緩慢加入0.25倍體積的預冷乙醇和0.15倍體積的預冷氯仿，攪拌15分鐘左右；靜置30分鐘，然后用離心法除去沉淀，收集微帶藍色的清澈透明粗酶液體?，F(xiàn)在是69頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟沉淀：在上清液中加入2倍體積的冷丙酮，攪拌均勻，于冷處靜止20分鐘，離心收集沉淀。沉淀物用1～2倍體積的水溶解，在55℃水浴中保溫15分鐘，離心收集上清液。再用2倍冷丙酮使上清液沉淀，靜置過夜。然后離心收集沉淀，上清液可回收丙酮。現(xiàn)在是70頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟沉淀：在上清液中加入2倍體積的冷丙酮，攪拌均勻，于冷處靜止20分鐘，離心收集沉淀。沉淀物用1～2倍體積的水溶解，在55℃水浴中保溫15分鐘，離心收集上清液。再用2倍冷丙酮使上清液沉淀，靜置過夜。然后離心收集沉淀，上清液可回收丙酮?，F(xiàn)在是71頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟DEAE—SephadexA-50分離純化：把以上沉淀溶于pH值為7.6、2.5μmol／L的K2HPO4-KH2PO4緩沖液中，用離心法除去雜質，收集上清液準備上柱?，F(xiàn)在是72頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟先把DEAE-SephadexA-50裝入3×40厘米的柱中，用pH值為7.6、2.5微摩爾／升的緩沖液上柱，等流出液的pH值為7.6時，然后將樣品上柱，用pH值7.6、2.5微摩爾／升～50微摩爾／升的緩沖液進行梯度洗脫(洗脫液濃度從2.5微摩爾／升開始逐漸加大至最終濃度達50微摩爾／升，這樣便形成一個洗脫梯度)，收集具有SOD的活性峰?，F(xiàn)在是73頁\一共有111頁\編輯于星期三操作步驟將洗脫液倒入透析袋中，在蒸餾水中進行透析(透析方法是利用小分子物質在溶液中通過透析袋，而蛋白質和粘多糖等大分子不能通過透析袋的性質而達到不同大小分子分離的一種方法)，然后將透析液經超濾濃縮后，冷凍干燥即為SOD產品。

現(xiàn)在是74頁\一共有111頁\編輯于星期三第二節(jié)液膜分離現(xiàn)在是75頁\一共有111頁\編輯于星期三由于固體膜存在選擇性低和通量小的缺點，故人們試圖用改變固體高分子膜的狀態(tài)，使穿過膜的擴散系數(shù)增大、膜的厚度變小,從而使透過速度躍增,并再現(xiàn)生物膜的高度選擇性遷移。在60年代中期誕生了一種新的膜分離技術－液膜分離法,又稱液膜萃取法，這是一種以液膜為分離介質、以濃度差為推動力的膜分離操作。它與溶劑萃取雖然機理不同、但都屬于液-液系統(tǒng)的傳質分離過程。簡介現(xiàn)在是76頁\一共有111頁\編輯于星期三當液膜為水溶液時(水型液膜)，其兩側的液體為有機溶劑；當液膜由有機溶劑構成時(油型液膜)，其兩側的液體為水溶液。因此，液膜萃取可同時實現(xiàn)萃取和反萃取。這是液膜萃取法的主要優(yōu)點之一，對于簡化分離過程、提高分離速度、降低設備投資和操作成本是非常有利的。

現(xiàn)在是77頁\一共有111頁\編輯于星期三液膜分離的優(yōu)點分離過程中沒有相變化，他不需要使液體沸騰，也不需要使氣體液化，因而是一種低能耗，低成本的分離技術；分離過程一般在常溫下進行，因而對那些需避免高溫分離，分級，濃縮與富集的物質，如果汁，藥品等，顯示出其獨特的優(yōu)點；分離技術應用范圍廣，對無機物、有機物及生物制品等均可適用；分離裝置簡單，操作容易，制造方便?，F(xiàn)在是78頁\一共有111頁\編輯于星期三

一、液膜的定義及其組成液膜是懸浮在液體中很薄的一層乳液微粒。它能把兩個組成不同而又互溶的溶液隔開，并通過滲透現(xiàn)象起到分離的作用。

乳液微粒通常是由溶劑(水和有機溶劑)、表面活性劑和添加劑制成的。溶劑構成膜基體；表面活性劑起乳化作用，它含有親水基和疏水基，可以促進液膜傳質速度并提高其選擇性；添加劑用于控制膜的穩(wěn)定性和滲透性?，F(xiàn)在是79頁\一共有111頁\編輯于星期三

一、液膜的定義及其組成通常將含有被分離組分的料液作連續(xù)相，稱為外相；接受被分離組分的液體，稱內相；處于兩者之間的成膜的液體稱為膜相，三者組成液膜分離體系?，F(xiàn)在是80頁\一共有111頁\編輯于星期三分類1．乳狀液膜乳狀液膜根據(jù)成膜液體的不同，分為(W/O)/W(水-油-水)和(O/W)/O(油-水-油)兩種。在生物分離中主要應用(W/O)/W型乳狀液膜。膜溶液主要由膜溶劑、表面活性劑和添加劑(流動載體)組成，其中膜溶劑含量占90％以上，而表面活性劑和添加劑分別占1％～5％。表面活性劑起穩(wěn)定液膜的作用，是乳狀液膜的必需成分。因此，乳狀液膜又稱表面活性劑液膜(surfactantliquid

membrane)?，F(xiàn)在是81頁\一共有111頁\編輯于星期三(W/O)/W(水-油-水)現(xiàn)在是82頁\一共有111頁\編輯于星期三向溶有表面活性劑和添加劑的油中加入水溶液，進行高速攪拌或超聲波處理，制成W/O(油包水)型乳化液，再將該乳化液分散到第二個水相(通常為待分離的料液)進行第二次乳化即可制成(W/O)/W型乳狀液膜，此時第二個水相為連續(xù)相。乳狀液膜中表面活性劑有序排列在油水分界面處，對乳狀液膜的穩(wěn)定性起至關重要的作用，并影響液膜的滲透性。此外，液膜中的添加劑主要是液膜萃取中促進溶質跨膜輸送的流動載體，為溶質的選擇性化學萃取劑。現(xiàn)在是83頁\一共有111頁\編輯于星期三2.

支撐液膜(SLM/CLM)支撐液膜是由溶解了載體的液膜，在表面張力作用下，依靠聚合凝膠層中的化學反應或帶電荷材料的靜電作用，含浸在多孔支撐體的微孔內而制得的，如下圖支撐液膜示意圖現(xiàn)在是84頁\一共有111頁\編輯于星期三由于將液膜含浸在多孔支撐體上，可以承受較大的壓力，且具有更高的選擇性，因而，它可以承擔合成聚合物膜所不能勝任的分離要求。支撐液膜的性能與支撐體材質、膜厚度及微孔直徑的大小密切相關。支撐體一般都要求采用聚丙烯、聚乙烯、聚砜及聚四氟乙烯等疏水性多孔膜，膜厚為25～50μm，微孔直徑為0.02～1μm。通?？讖皆叫∫耗ぴ椒€(wěn)定，但孔徑過小將使空隙率下降，從而將降低透過速度。現(xiàn)在是85頁\一共有111頁\編輯于星期三

流動液膜也是一種支撐液膜，是為彌補上述支撐液膜的膜相容易流失的缺點而提出的，液膜相可循環(huán)流動，因此在操作過程中即使有所損失也很容易補充，不必停止萃取操作進行液膜的再生。液膜相的強制流動或降低流路厚度可降低液膜相的傳質阻力。3.流動液膜現(xiàn)在是86頁\一共有111頁\編輯于星期三支撐液膜流動液膜現(xiàn)在是87頁\一共有111頁\編輯于星期三液膜的制備①表面活化劑—它是液膜的主要成分之一，主要用于控制液膜的穩(wěn)定性，常用的油膜表面活化劑是Span809單油酸山梨糖醇酐），水膜表面活化劑是Saponin（皂角疳）。②膜溶劑—膜溶劑是構成膜的機體,為了保持液膜的穩(wěn)定性，要求溶劑具有一定的黏度.溶劑不溶于膜內相和外相。在油膜中，國外一般采用S100N（中性油）和ISOPAPM（IsoparM）（異鏈烷烴）做溶劑?，F(xiàn)在是88頁\一共有111頁\編輯于星期三液膜的制備③添加劑—分離操作過程中要求液膜具有一定的穩(wěn)定性，而在破乳階段又要求它容易破碎，為了使二者統(tǒng)一，通常使用添加劑。④流動載體—液膜分離中流動載體是實現(xiàn)分離傳質的關鍵，流動載體主要有離子型和非離子型兩大類，而離子型載體又分為正電性載體和負電性載體。一般非離子型載體比離子型載體好，如冠醚就是一種分離型優(yōu)良的流動載體?，F(xiàn)在是89頁\一共有111頁\編輯于星期三油膜（W/O）和水膜（O/W0）示意圖a——油膜（W/O），W/O/W體系b——水膜（O/W），O/W/O體系現(xiàn)在是90頁\一共有111頁\編輯于星期三液膜A料液(a)料液C試劑(R)C+RP(b)膜中試劑(R1)料液試劑(R2)D+R1P1D+R2P2P1(c)E(f)料液懸浮物(d)(a)----選擇性滲透

(b)----滴內化學反應

(c)----膜中化學反應

(d)----萃取和吸附

無載體液膜主要分離機理現(xiàn)在是91頁\一共有111頁\編輯于星期三外相外相內相內相液膜相液膜相溶質流1溶質流2溶質流溶質流步驟步驟（1）（1）（2）（2）（3）（3）（4）（4）（5）（5）結果結果低濃度極低濃度高濃度C2C11-2圖（a）逆向遷移機理（1）載體C與溶質1反應，同時釋放出供能物質2；（2）載體絡合物C1在膜內擴散；（3）溶質2與載體絡合物反應供入能量，釋放出溶質1；（4）載體絡合物C2在膜內逆向擴散；（5）未絡合的溶質1在膜內溶解度很低，故不能返回去；結果溶質2的遷移引起溶質1逆濃度梯度的遷移圖（b）同向遷移機理（1）載體與溶質1，2反應，溶質1為欲濃集離子，而溶質2供應能量；（2）載體絡合物在膜內擴散；（3）溶質2釋放出來，并為溶質1的釋放提供能量；（4）解絡載體在膜內反向擴散；結果：溶質2順其濃度梯度遷移，導致溶質1逆其濃度梯度遷移。現(xiàn)在是92頁\一共有111頁\編輯于星期三相２相１相２相２相１相１液膜組分內水相相３Ｗ／Ｏ型乳液Ｗ／Ｏ／Ｗ型乳液實驗室制備乳化液膜的一種方法現(xiàn)在是93頁\一共有111頁\編輯于星期三液膜萃取機理液膜萃取機理根據(jù)待分離溶質種類的不同，主要可分為如下幾種類型現(xiàn)在是94頁\一共有111頁\編輯于星期三又稱物理滲透，根據(jù)料液中各種溶質在膜相中的溶解度(分配系數(shù))和擴散系數(shù)的不同進行萃取分離。由于一般溶質之間擴散系數(shù)的差別不大，因此物理滲透主要是基于溶質之間分配系數(shù)的差別實現(xiàn)分離的。達到平衡時，溶質遷移不再發(fā)生。這種萃取機理的液膜分離無溶質濃縮放應。單純遷移現(xiàn)在是95頁\一共有111頁\編輯于星期三在有機酸等弱酸性電解質的分離純化方而，可利用強堿(如NaOH)溶液為反萃相。反萃相((W/O)/W型乳狀液膜的內水中)中含有NaOH，與料液中溶質(有機酸)發(fā)生不可逆化學反應生成不溶于膜相的鹽。反萃相化學反應促進遷移現(xiàn)在是96頁\一共有111頁\編輯于星期三在膜相傳質速率為控制步驟(即NaOH與酸的反應速度很快)時,反萃相中有機酸的濃度接近于零,使膜相兩側保持最大濃差,促進有機酸的遷移，直到NaOH反應完全。這種利用反萃相內化學反應的促進遷移又稱I型促進遷移。與上述單純遷移相比，溶質在反萃相可得到濃縮，并且萃取速率快?，F(xiàn)在是97頁\一共有111頁\編輯于星期三在膜相加入可與目標產物發(fā)生可逆化學反應的萃取劑C，目標產物與該萃取劑C在膜相的料液一側發(fā)生正向反應生成中間產物。此中間產物在濃差作用下擴散到膜相的另一側，釋放出目標產物。膜相載體輸送現(xiàn)在是98頁\一共有111頁\編輯于星期三這樣，目標產物通過萃取劑C的搬運從料液一側轉入到反萃相，而萃取劑C在濃差作用下從膜相的反萃液一側擴散到料液相一側，重復目標產物的跨膜輸送過程。因此，萃取劑C稱為液膜的流動載體。利用膜相中流動載體選擇性輸送作用的傳質機理稱為載體輸送，又稱為Ⅱ型促進遷移?，F(xiàn)在是99頁\一共有111頁\編輯于星期三利用載體輸送的萃取過程可大大地提高溶質的滲透性和選擇性。更為重要的是，載體輸送有能量泵的作用，使目標溶質從低濃度區(qū)沿反濃度梯度方向向高濃度區(qū)持續(xù)遷移。顯然，載體輸送需要能量。根據(jù)向流動載體供能方式不同，載體輸送分為兩種。(1)反向遷移(2)同向遷移現(xiàn)在是100頁\一共有111頁\編輯于星期三液膜材料的選擇液膜分離技術的關鍵是選擇最適宜的流動載體、表面活性劑和有機溶劑等材料來制備合乎要求的液膜，并構成合適的液膜體系。作為流動載體必須具備如下條件：a

溶解性，流動載體及其絡合物必須溶于膜相