第六章膜分離第一節(jié)緒論第二節(jié)電滲析第三節(jié)反滲透第四節(jié)滲透汽化第五節(jié)其他膜分離過程第六節(jié)液膜分離第四節(jié)滲透汽化藍景公司4000噸/年乙醇溶媒回收裝置

（Pervaporation,PV）

滲透汽化（Pervaporation,PV）是一種新興的膜分離技術。它是一種以混合物中組分滲透壓差為推動力，依靠各組分在膜中的溶解與擴散速率差異來實現(xiàn)混合物分離的新型膜分離技術過程。

目前，PV的應用包括有機物脫水，水中回收貴重有機物、有機-有機體系分離三方面。其中有機物脫水尤其是醇類的脫水研究得最為廣泛并部分獲得工業(yè)化應用。

基礎研究方面，如何開發(fā)出高性能的膜材料是PV技術永恒的熱點。目前常用的方法包括無機有機雜化、表面改性、復合膜的使用、超薄膜的制備等等。

國內(nèi)方面，中科院化學所、清華大學、浙江大學、天津工業(yè)大學、南京工業(yè)大學等單位對PV做了大量的研究。滲透汽化膜的特點滲透汽化過程主要是選用適當?shù)哪げ牧现瞥珊线m的膜,可以對不同組分具有很高的分離系數(shù)，分離系數(shù)可達幾十,幾百甚至上千，混合物經(jīng)一次滲透汽化就可達到很高的分離程度?？捎糜趥鹘y(tǒng)分離手段較難處理的恒沸物及近沸點物系的分離。具有一次分離度高、操作簡單、無污染、低能耗等特點。一、滲透汽化過程的基本原理

1.原理：滲透汽化(Pervaporation,簡稱PV)，是利用膜對液體混合物中不同組分的溶解、擴散性能的不同，使不同組分通過膜的滲透速率不同來實現(xiàn)分離的，具有相態(tài)變化的新型分離技術。液體混合物在膜的一側與膜接觸，其中易滲透組分較多地溶解在膜上，并較快地擴散通過膜，在膜的另一側迅速汽化而被抽出，從而使易滲透組分在氣室濃集，難滲透組分在原液室濃集。（如下圖）。膜將膜組件分隔為上游側、下游側兩個室，上游側為液相室，下游側為氣相室，氣相室與真空系統(tǒng)相連接。

含水的料液經(jīng)過預熱器、加熱器升至一定溫度后進入液相室，膜對料液中的水分子有選擇通過性，水分子溶解吸附于膜表面，在兩側蒸汽分壓差的作用下優(yōu)先擴散通過，經(jīng)脫水后的料液（無水級產(chǎn)品）在膜組件出口流出；通過高分子膜滲透到下游側的組分，由于其蒸汽分壓小于其飽和蒸汽壓而在膜表面汽化，隨后進入冷凝系統(tǒng)，經(jīng)冷凝得到液體滲透物，可回收處理。

2.機理：目前公認的機理是溶解擴散模型，組分通過膜的過程分下三步：

①液-膜界面吸附，原料液中滲透組分溶解在膜的表面；②通過膜的擴散，溶解在膜表面上的組分以分子擴散的方式從膜的液相側表面通過膜的活性層傳到膜的氣相側表面;③膜-汽界面解吸，透過膜的組分從膜的氣相側表面蒸發(fā)、汽化，解吸到氣相中。

膜的擴散是滲透汽化過程的控制步驟，滲透汽化過程的阻力主要在膜內(nèi)。

據(jù)溶解擴散機理，滲透汽化過程的推動力是膜兩側組分的濃度差或分壓差。組分透過膜的滲透通量為：滲透率Q為：l-膜的活性層厚度；D0-濃度為零組分的擴散系數(shù)；r-塑化系數(shù)，與膜的結晶度、塑化程度及膜與組分相互作用等有關；c1-膜的液相側表面處組分的濃度；c2-膜的汽相側表面處組分的濃度；P0-操作溫度下純液體的飽和蒸汽壓，P2-膜汽相側的總壓。討論：

汽相側的壓力P2對滲透汽化影響很大，壓力低，組分在膜的低壓側的平衡濃度低，推動力大，滲透通量大。

滲透汽化過程中伴隨有相變，組分相變所需要的潛熱需要由料液的顯熱供給，在滲透液傳遞的同時伴熱量的傳遞。因此當膜通量較大而溶液與膜面間傳質與傳熱系數(shù)不高時，濃差極化與溫差極化現(xiàn)象就產(chǎn)生了。溫度極化溫差極化

在滲透汽化過程中，滲透液傳遞的同時伴有熱量傳遞，在沿滲透液的方向上由熱傳阻力引起溫度差，造成膜表面溫度T1低于主體溶液溫度T0,產(chǎn)生溫度極化，即T1<T0，從而使?jié)B透通量進一步下降。濃差極化在滲透汽化過程中，優(yōu)先滲透組分透過膜，而惰性組分被阻擋在料液側膜表面附近積累，造成由膜表面到主體溶液之間的濃度梯度，產(chǎn)生濃差極化。濃差極化會使膜的滲透通量下降。二、滲透汽化膜1、復合膜與非對稱性膜復合膜的復合層是起分離作用的活性層，需根據(jù)待分離組分的性質選用合適的復合材料。

最底層是無紡布支撐層；無紡布上涂覆一層大孔高分子基膜，厚度為80μm±3μm，主要起支撐作用；最上層是致密親水性高分子活性層，厚度為3μm±1μm，起分離作用。采用非對稱性膜時，表層必須致密，否則分離系數(shù)小分離效果差。2、膜材料與結構是影響滲透汽化過程的最關鍵因素。

基于溶解擴散理論，只有對所需要分離的某組分有較好親和性的高分子物質才可能作為膜材料。如以透水為目的的滲透蒸發(fā)膜，應該有良好的親水性，因此聚乙烯醇（PVA）和醋酸纖維素（CA）都是較好的膜材料；而當以透過醇類物質為目的時，憎水性的聚二甲基硅氧烷（PDMS）則是較理想的膜材料。

對于二元液體混合物，要求膜與每一組分的親和力有較大的差別，這樣才有可能通過傳質競爭將二組分分開。滲透過程取決于組分與膜之間的相互作用，這種作用因素可歸納為四個方面：色散力、偶極力、氫鍵和空間位阻。色散引力極性引力氫鍵引力組分與膜溶解度參數(shù)差作為選擇膜材料的依據(jù)。ΔδIM值越小，表明組分I與膜M間的親和力大，互溶性就越大三、滲透汽化應用

滲透蒸發(fā)作為一種無污染、高能效的膜分離技術已經(jīng)引起廣泛的關注。該技術最顯著的特點是很高的單級分離度，節(jié)能且適應性強，易于調節(jié)。目前滲透蒸發(fā)膜分離技術已在無水乙醇的生產(chǎn)中實現(xiàn)了工業(yè)化。與傳統(tǒng)的恒沸精餾制備無水乙醇相比，可大大降低運行費用，且不受汽—液平衡的限制。

預計有較好應用前景的領域有：

工業(yè)廢水處理中采用滲透蒸發(fā)膜去除少量有毒有機物（如苯、酚、含氯化合物等）；

在氣體分離、醫(yī)療、航空等領域用于富氧操作；從溶劑中脫除少量的水或從水中除去少量有機物；

石油化工工業(yè)中用于烷烴和烯烴、脂肪烴和芳烴、近沸點物、同系物、同分異構體等的分離等。如：醇與水在常壓下，當乙醇的質量含量為95.6%時，與水發(fā)生共沸。制取含醇99.8%以上的無水乙醇，需要采用萃取蒸餾、恒沸蒸餾或加鹽蒸餾，這些方法過程復雜、能耗高、污染嚴重。采用滲透汽化方法可以比傳統(tǒng)方法節(jié)能1/2～2/3,而且可以避免產(chǎn)品和環(huán)境污染，顯示出比傳統(tǒng)精餾方法更優(yōu)越的性能。如：苯和環(huán)己烷，其沸點分別是80.1℃和80.7℃，難以用一般的精餾方法分離，ChengH.Lee1981年采用甲基丙基羥基纖維素膜，用滲透汽化方法實現(xiàn)分離，分離系數(shù)達200左右。

（1）節(jié)能

當有機溶劑和水的混合物達到共沸平衡時，若需將其中少量或微量的水脫出，傳統(tǒng)的方法是采用加鹽萃取蒸餾或分子篩技術，但都需要將全部物料汽化，能耗是相當高的。滲透汽化技術的核心是借助滲透汽化膜的選擇透過性使有機溶劑中少量或微量的水透過膜，然后在膜的另一側汽化，用真空帶到冷凝裝置冷凝，這樣絕大多數(shù)的物料無需汽化，因此能耗相對很低。

滲透汽化技術的優(yōu)勢

2）提高產(chǎn)品質量

以用95％的乙醇制備99.5％的乙醇為例，如果采用加鹽萃取蒸餾技術，無論使用哪種萃取劑（苯、環(huán)己烷、乙二醇等），在所得到的99.5％的乙醇中，都會有萃取劑殘留，當這種途徑來源的99.5％的乙醇再用于藥品生產(chǎn)中，有可能對藥品造成污染。藥品是一種特殊的商品，在一定程度上講，其安全性比有效性更加重要。采用滲透汽化技術分離有機溶劑中的水的過程中不引入第三組分，可以確保所得到的無水級有機溶劑的質量，同時也確保了藥品的質量，這是滲透汽化技術的一大優(yōu)勢。（3）環(huán)保

采用滲透汽化技術進行有機溶劑脫水，所得到的滲透液的量是很少的，其中含有少量的有機溶劑，只需對其進行簡單蒸餾處理使其達到共沸平衡，即可重新進入滲透汽化技術的主工藝路線，而整個流程中僅產(chǎn)生很少量的蒸餾殘液（或殘渣）。（4）物耗低，資源利用率高

滲透汽化技術的生產(chǎn)流程簡單，物耗低，資源利用率高，附加的處理過程少，除上面提到的少量蒸餾殘液（或殘渣）外，無其他廢棄物排放。此外滲透汽化裝置的結構緊湊，占地面積小，操作方便。滲透汽化技術特點

高效，選擇合適的膜，單級就能實現(xiàn)很高的分離度；運行成本低，低能耗，一般比恒沸蒸餾法節(jié)能1/2～2/3；產(chǎn)品質量好，過程中不引入雜質組分，產(chǎn)品不會受到污染；綠色環(huán)保，不會造成對環(huán)境的污染；過程簡單，附加的處理過程少，操作方便，結構緊湊，占地面積小，便于放大和集成；可分離近沸物（如同分異構體）、共沸物和恒沸物。第五節(jié)其它膜分離過程膜蒸餾膜萃取膜分相一、膜蒸餾1.概述

膜蒸餾是膜技術與蒸發(fā)過程結合的分離過程，具有相態(tài)變化，是一種發(fā)展很迅速的膜分離技術。它利用疏水性微孔膜提供很大的傳質表面來實現(xiàn)水溶液汽化和傳質的分離過程。

傳質推動力：是膜熱側和冷水側溶液間的溫度差所引起的氣相壓差。2.基本原理：

在疏水性微孔膜一側通入熱水

(料液),在常壓下,水和溶于水的無機鹽不能浸潤和透過膜,在膜和水界面上的水會蒸發(fā),生成水蒸氣能穿過膜的微孔向膜的另一側遷移并冷凝成純水。由膜孔熱側高水蒸氣壓和冷側面低水蒸氣壓產(chǎn)生的蒸汽壓差使熱側水汽化并通過膜孔擴散到冷側凝結，從而實現(xiàn)水溶液組分的分離。優(yōu)點及應用是在常壓和稍高于常溫下操作，可充分利用廢熱和低溫余熱，設備要求低，操作方便，過程中溶液濃度變化的影響小，所以廣泛用于制取純水和溶液脫水濃縮。1.概述膜技術與萃取過程相結合的新型分離技術，又稱固定膜界面萃取。萃取劑與料液分別在膜兩側流動，傳質過程是在分隔兩液相的微孔膜表面進行的，沒有相分散行為發(fā)生。如圖：二、膜萃取2.與通常萃取相比主要特點⑴膜萃取過程沒有相的分散和聚結，可減少因液滴分散在另一液相中而引起的夾帶現(xiàn)象和隨之產(chǎn)生的溶濟損失；⑵膜萃取過程沒有直接接觸的液、液兩相的流動，在選擇萃取劑時對其物性的要求可放寬；⑶膜萃取過程兩相分開流動，可避免在一般逆流萃取柱中嚴重影響傳質效果的軸向返混現(xiàn)象；2.與通常萃取相比主要特點：⑷膜萃取過程可實現(xiàn)同級萃取、反萃取及采用萃合物載體促進遷移，因而可提高萃取過程的傳質推動力；⑸膜萃取的缺點是增加了一層膜的阻；⑹在膜萃取過程中可能發(fā)生的相互滲透、膜的溶脹及由此影響膜器壽命。1.概述

膜分相技術是近幾年發(fā)展起來的新型分離技術，分離對象為油-水混合料液的分散體系。膜分相是利用多孔固體膜表面與乳濁液中兩相的物化性質不同，其中一相優(yōu)先吸附在膜表面上，形成純的液相層，在膜兩側極小壓差作用下，此相優(yōu)先通過分相膜的孔，從而達到兩相分離的目的。分離原理如下圖：三、膜分相與膜有較大吸附力與膜吸附較小的液體

親膜的A液為分散相，A液在一定壓差作用下穿過膜，疏膜的連續(xù)相B液則不靠近膜，外層的分散相A液不斷靠向膜，從而實現(xiàn)分相。t

親膜的A液為連續(xù)相，疏膜的分散相B液與膜保持一定距離。當膜孔徑dm過大（大于液層厚度t的兩倍，即dm

>2t）時，疏膜的B液在力的作用下就可能進入孔內(nèi)，這時

膜孔中的B液被A液包圍，并不與膜直接接觸，其前鋒呈半球形，這時如果壓力差所產(chǎn)生的力FP小于A，

B液液界面張力δAB所產(chǎn)生的力Fδ時（FP﹤Fδ），B液

可能不深入到膜孔內(nèi)部而穿過膜，分相尚可完全。

但當FP>Fδ時，B液就能穿過膜孔，使分相失敗。最大分相壓差可近似為：最大表觀膜孔直徑由于膜孔徑不同，膜分相可分為：靜壓超濾膜分相：孔徑在0.1μm,壓差200-400kpa混合過濾膜分相：孔徑1μm以上，甚至可達幾十μm，

壓差幾個到幾十個pa2.膜分相的應用

用于處理含油廢水，也可用于從萃取乳濁液中分離出部分有機相。尤其對那些分散相液滴很小或兩相密度差很小，單靠重力或離心力難以分相的體系。第六節(jié)液膜分離液膜分離技術是1965年由美國?？松‥xssen）研究和工程公司的黎念之博士提出的一種膜分離技術。液態(tài)膜通常是3-5

m的液滴組成的膜。在液膜分離過程中,組分主要是依靠在互不相溶的兩相間的選擇性滲透、化學反應、萃取和吸附等機理而進行分離。這時欲分離組分從膜外相透過液膜進入內(nèi)相而富集起來。一、液膜的結構及分類

液膜是一層很薄的液體膜。它能把兩個互溶的、但組成不同的溶液隔開，并通過這層液膜的選擇性滲透作用實現(xiàn)物質的分離。根據(jù)形成液膜的材料不同，液膜可以是水性的，也可是溶劑型的。1.液膜組成（液膜的制備）●膜溶劑：有機溶劑或水,構成膜的基體●表面活性劑：控制液膜的穩(wěn)定性

●添加劑/流動載體：提高膜的選擇性,實現(xiàn)分離傳質的關鍵因素表面活性劑（1%-5%）

表面活性劑是制備液膜的最重要的組分，它直接影響膜的穩(wěn)定性、滲透速度等性能。根不同體系的要求,可選適當?shù)谋砻婊钚詣┳鞒捎湍せ蛩?。膜溶劑?0%以上）

主要考慮液膜的穩(wěn)定性和對溶質的溶解度。從膜的穩(wěn)定性，就要求膜溶劑具有一定的粘度。從溶解度來講，對無載體液膜,膜溶劑能優(yōu)先溶解欲分離組分；對有載體液膜,要能溶解載體,而不溶解溶質。

膜溶劑與被分隔的溶液由一定的相對密度差，以利膜液與料液的分離。

3）流動載體（1%-5%）

作用使指定的溶質或離子進行選擇性遷移，對分離指定的溶質或離子的選擇性和滲透通量起著決定性，其作用相當于萃取劑。它的研究是液膜分離技術的關鍵。流動載體的條件：

◆載體及其溶質形成的配合物必須溶于膜相,而不溶于膜的內(nèi)外相,且不產(chǎn)生沉淀。◆載體與欲分離的溶質形成的配合物要有適當?shù)姆€(wěn)定性,

在膜的外側生成的配合物能在膜中擴散,而到膜的內(nèi)側要能解絡。

◆

載體不應與膜相的表面活性劑反應,以免降低膜的穩(wěn)定性。4）添加劑/穩(wěn)定劑

使膜具有合適的穩(wěn)定性。分離過程一般要求液膜要有一定的穩(wěn)定性,而到破乳階段又要求容易破碎,便于回收處理。

2.液膜的類型從形狀來分，可將液膜分為支撐型液膜和球形液膜兩類，后者又可分為單滴型液膜和乳液型液膜兩種。1）支撐型液膜（SupportedLiquidMembranes）

把微孔聚合物膜浸在有機溶劑中，有機溶劑即充滿膜中的微孔而形成液膜（見下圖）。液膜牢固地吸附在多孔支撐體的微孔之中。

此類液膜目前主要用于物質的萃取。當支撐型液膜作為萃取劑將料液和反萃液分隔開時，被萃組分即從膜的料液側傳遞到反萃液側，然后被反萃液萃取，從而完成物質的分離。這種液膜的操作雖然較簡便，但存在傳質面積小，穩(wěn)定性較差，支撐液體容易流失的缺點。2）單滴型液膜

單滴型液膜的形狀如下圖所示。其結構為單一的球面薄層，根據(jù)成膜材料可分為水膜和油膜兩種。

圖a為水膜，即O/W/O型，內(nèi)、外相為有機物；

圖b為油膜，即W/O/W型，內(nèi)、外相為水溶液這種單滴型液膜壽命較短，所以目前主要用于理論研究，尚無實用價值。單液滴型液膜(a)(b)

3）乳液型液膜

首先把兩種互不相溶的液體在高剪切下制成乳狀液，然后再將該乳液分散在第三相（連續(xù)相），即外相中。乳狀液滴內(nèi)被包裹的相為內(nèi)相，內(nèi)、外相之間的部分是液膜。

乳液型液膜示意圖

一般情況下乳液顆粒直徑為0.1～1mm，液膜本身厚度為1～10μm。根據(jù)成膜材料也分為水膜和油膜兩種。

如圖所示的是一種油膜，即W/O/W型乳液型液膜。它是由表面活性劑，流動載體和有機膜溶劑（如烴類）組成的，膜溶劑與含有水溶性試劑的水溶液在高速攪拌下形成油包水型小液滴，含有水溶性試劑的水溶液形成內(nèi)相。將此油包水型乳液分散在另一水相（料液），就形成一種油包水再水包油的復合結構，兩個水相之間的膜即為液膜。料液中的物質即可穿過兩個水相之間的油性液膜進行選擇性遷移而完成分離過程。

上述三種液膜中，乳液型液膜的傳質比表面最大，膜的厚度最小，因此傳質速度快，分離效果較好，具有較好的工業(yè)化前景。二、液膜的分離機理

據(jù)液膜的結構和組成的不同，其分離機理也有所不同。

◆無載體液膜：單純遷移滲透化學反應（滴內(nèi)）

◆有載體液膜：膜相化學反應

載體為離子型載體為非離子型（1）單純遷移滲透機理液膜中不含流動載體，液滴內(nèi)、外相也不含有與待分離物質發(fā)生化學反應的試劑時，待分離的不同組分僅由于其在膜中的溶解度和擴散系數(shù)的不同導致透過膜的速度不同來實現(xiàn)分離。這種液膜分離機理稱為單純遷移滲透機理。

如下圖所示，當A、B兩種物質被包裹在液膜內(nèi)，若要實現(xiàn)A、B的分離，就必須要求其中的一種溶質（如A）透過膜的速度大于B。1.無載體液膜的分離機理單純遷移液膜原理

滲透速度正比于擴散系數(shù)和溶質的分配系數(shù)，而在一定的膜溶劑中，大多數(shù)溶質的擴散系數(shù)近似相等，所以分配系數(shù)的差別是分離過程的關鍵。此種機制中溶質在膜相和料液相之間的分配取決于溶質在料液相和膜相中的溶解度，所以溶質A、B在膜的溶解度差別就成為A與B分離的決定性因素。

液膜AB料液(a)單純遷移的分離效率可用分離系數(shù)S來描述：

液膜的這種單純遷移滲透分離過程當進行到膜兩側被遷移的溶質濃度相等時，傳質過程便自動停止。因此這一過程不能用于物質的濃縮。（2）滴內(nèi)化學反應（I型促進遷移滲透機理）

如在溶質的接受相內(nèi)加入能與溶質發(fā)生化學反應的試劑，通過化學反應促進溶質的遷移，從而提高分離效率，這種方法稱為I型促進遷移，又稱滴內(nèi)化學反應。圖所示，在乳液型液膜的內(nèi)相添加一種能與遷移溶質A發(fā)生不可逆化學反應的試劑R，則A與R形成一種不能逆擴散的新產(chǎn)物P，從而使內(nèi)相中的滲透物A的濃度實質上為零。因此A在液膜內(nèi)、外相兩側有最大的濃度梯度，促進了A的輸送。直到R被反應完了為止。

例如，將強酸或者強堿作為內(nèi)相，含有弱堿或者弱酸的料液（如廢水）作為外相，則外相中的弱堿或者弱酸可通過液膜擴散進入內(nèi)向，并與強酸或者強堿發(fā)生反應生成鹽。這一反應是不可逆的，生成的鹽也不能通過油膜進行逆擴散，因此可將廢水中的弱酸或者弱堿除去。例題

如何從廢水中除去酚類物質？將NaOH溶液作為內(nèi)相包封在乳狀液油膜內(nèi)，再將此W/O型乳狀液分散到含酚廢水中，外相中的酚滲入液膜與內(nèi)相中的NaOH反應生成酚鈉。酚鈉不能透過膜進行逆擴散，從而在內(nèi)相中濃集。將乳狀液與料液水相分相后，即達到了除酚的目的。這種滴內(nèi)發(fā)生化學反應的液膜還可在醫(yī)學、生物化學等領域中應用。例題A

AA

A+XAX+XAX載體膜內(nèi)膜外

（3）膜相化學反應（Ⅱ型促進遷移滲透機理）

如果在膜相中加入一種流動載體，載體分子R1先在料液（外相）側選擇性地與某種溶質（A）發(fā)生化學反應，

產(chǎn)生中間產(chǎn)物（R1A），然后這種中間產(chǎn)物擴散到膜的另一側，與液膜內(nèi)相中的試劑（R2）作用，并將A釋放出來，從而完成了溶質從外相向內(nèi)相的遷移，而流動載體又重新擴散回到外相。

在整個過程中，流動載體并沒有消耗，只起了搬移溶質的作用，被消耗的只是內(nèi)相中的試劑。這種含有流動載體的液膜具有選擇性、滲透性和定向性。

給流動載體提供的化學能的形式可以是酸堿中和反應、同離子效應、離子交換、絡合反應和沉淀反應等。

給流動載體供能的方式有兩種：①反向遷移，供能物質與被遷移的溶質流向相反②同相遷移，供能物質與被遷移的溶質流向相同

供能方式：反向遷移

當液膜中含有離子型載體時的溶質遷移過程。由于液膜兩側要求電中型,在某一方向一種陽離子移動穿過膜,必須由相反方向的另一種陽離子遷移來平衡,所以待分離組分與供能溶質的遷移方向相反。這種遷移稱為反向遷移。

外水相

膜相

內(nèi)相(20%H2SO4)Cu2+

HAH+

CuA2Cu2+2H+

擴散Cu2+CuA2H+HA擴散銅離子反向遷移

以肟類試劑(液態(tài)離子交換劑)為載體，從廢水中分離富集Cu2＋為例說明這種遷移機理,見上圖。萃?。?RHorg.＋Cu2＋===R2Cuorg.＋2H＋解脫：

2H＋＋R2Cuorg.===Cu2＋＋2RHorg

由于膜相存在絡合劑，Cu2＋可選擇透過液膜?！盁o絡合Cu2＋不能反相遷移”同樣,選擇合適的液態(tài)離子交換劑和內(nèi)相試劑也可分離陰離子,包括金屬絡陰離子。如除去廢水中的PO4－,可用液膜--油溶性胺或季胺鹽來清除。供能方式：同相遷移

液膜中含有非離子型載體時,它所載帶的溶質是中性鹽。直到[X]內(nèi)=[X]外，X供能離子。X與M的運動方向相同。

外相

膜相

內(nèi)相（水）M+M+X-

M+X-

X-

SMX.SSK+DBC—二苯并18冠6DBC.KCl例題外相(pH3.5)：

nTBPorg.＋HCr2O7－＋H＋==H2Cr2O7·nTBPorg.內(nèi)相(2%NaOH)：H2Cr2O7·nTBPorg.＋4NaOH==nTBPor＋2NaCrO4＋3H2O

由于膜薄,擴散快,10分鐘內(nèi)400ppmCr(Ⅵ)幾乎可以完全除去。三、液膜分離的一般流程

制乳、傳質、澄清、破乳

1）乳狀液型液膜的制備

首先將合有載體的有機溶液相與含有試劑的水溶液相快速混合攪拌，制得油包水乳狀液；再加入油溶性表面活性劑穩(wěn)定該乳狀液。為防止液膜破裂，需配入具有適當粘度的有機溶液作為液膜增強劑，從而得到一個合適的含流動裁體的乳狀液膜；2)接觸分離：在適度攪拌下，在上述乳狀液中加入第二水相(如廢水)，使其在混合接觸器中構成由外水相(連續(xù)相)、膜相、內(nèi)水相(接受相)三重乳液分離體系，對料液(即廢水相)中給定溶質進行遷移分離；

3)沉降分離：在乳液分離器中對上述混合液進行沉降澄清，把乳狀液與處理后的料液分開；

4)破乳：在破乳中通過加熱或使用靜電聚結劑等于使液膜破裂，排放出所包含的濃集物，并回收液膜組分，然后將液膜組分返回以制備乳狀液膜，供下一操作周期使用

。液膜分離操作過程分四個階段乳狀液與待分離液接觸乳狀液的準備萃余液的分離乳狀液的分層F1-料液；F2-液膜溶液；F3-內(nèi)相試劑（澄清）一）制乳

表面活性劑的選擇；表面活性劑的加入方法；加料順序；攪拌方式；

1.表面活性劑的選擇

HLB值:是美國Atlas研究機構提出的表示表面活性劑親水性的一個參數(shù)?？衫斫鉃楸砻婊钚詣┓肿又杏H水基和憎水基之間的平衡常數(shù)。非離子表面活性劑的HLB用下法計算：

HLB值愈大，表面活性劑的親水性愈強。非離子表面活性劑HLB=0-20；離子型表面活性劑HLB可大于20?；旌系谋砻婊钚詣┑腍LB計算：2.表面活性劑的加入方法ⅰ)表面活性劑在水中；表面活性劑直接溶于水中，劇烈攪拌下將油加入，可直接產(chǎn)生O/W型乳狀液；若繼續(xù)加入油，可得W/O型。ⅱ)表面活性劑在油中；

表面活性劑溶于油得有機混合物，將此混合物加入水中，自發(fā)形成O/W型乳狀液；若將水加入混合物則得W/O型乳狀液，繼續(xù)加則