膜离法及其应用.ppt

膜分离法及其应用 03081063余嫄嫄 引言 样品前处理是目前分析化学的瓶颈 它决定样品分析速度 且是误差的重要来源 在近一二十年里 高通量的自动化的样品前处理技术 尤其是在线前处理技术正越来越受到重视 在线前处理技术的一个重要发展趋势是膜分离技术的应用 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 统称为膜分离法 膜分离法的优点 没有相变化 一般在常温下进行 对无机物 有机物及生物制品等均可适用 装置简单 操作容易 效率较高 分析化学中常用的膜分离技术 A微孔滤膜技术B电渗析C反渗透D气体膜分离E其它膜分离法 微孔滤膜技术 微孔滤膜分离技术是将痕量组分收集在微孔滤膜上 选用合适的溶剂将滤膜及收集物溶解后进行测定的方法 亦称滤膜溶解法 可用分光广度法 原子吸收法 电感耦合等离子体发射光谱等方法测定 步骤 1 将欲测组分转变为疏水性的适于收集的形式2 抽滤于合适的可溶滤膜上3 将滤膜及收集物溶于合适溶剂中4 测定 应用示例 海水中痕量Cd富集与测定 其步骤如下 将含有Cd2 水样在pH 9加入0 05 PAN乙醇0 3ml 混匀 静置10分钟 是溶液通过0 2um硝化纤维膜 再将滤膜溶于0 5ml热浓H2SO4 加1ml水降低粘度 用电热原子化 原子吸收光谱法测定浓度 本法限c 1 5ng L 返回 电渗析 电渗析是在直流电场作用下利用荷电离子膜的离子迁移原理 与膜电荷相同的离子透过膜 异名离子则被膜截留 从水溶液和其他不带电组分中分离带电离子的膜过程 应用示例 元素的分离 在含有Zr Tc Ce Y Pm Cs Sr的试液中加入NH4F 改变酸度 使Zr Tc与F 形成络阴离子 Cs Sr不形成络合物而以阳离子形式存在 Ce Y Pm与F 形成难溶氟化物 在阳极与阴极间加上一个电压后 Zr Tc以阴离子形式透过阴离子交换膜到达阳极池 Cs Sr以阳离子形式透过阳离子交换膜到达阴极池 Ce Y Pm由于形成难溶化合物 既不能透过阴离子交换膜 也不能透过阳离子交换膜而留在料液池中 而使这几个元素分离 电渗析技术在我国的应用 纯水 超纯水的制备 废水处理 有用物质的回收和再生水的回用 返回 实物照片 返回 反渗透 当渗透过程进行时溶液的液面便产生一压力H 以抵消溶剂向溶液方向流动的趋势 即达到平衡 此H称为该溶液的渗透压 在这种情况下 若在溶液的液面上再施加一个大于 的压力p时 溶剂将与原来的渗透方向相反 开始从溶液向溶剂一侧流动 这就是所谓的反渗透 应用 1 由电镀废液中回收重金属 2 在食品生产中的应用 3 海水 苦咸水淡化 返回 表一电镀废水中具有代表性物质的分离效果 返回 气体膜分离 气体膜分离的基本原理是根据混合气体中各组分在压力的推动下透过膜的传递速度不同 从而达到分离的目的 而传递速度的差别是由于不同气体在膜内溶解 扩散速度不同所致 应用示例 水果保鲜系统 一般说来 水果在收获后 仍会继续呼吸作用 果品将逐渐劣化以至腐烂 为抑制果品的呼吸 可适当降低其保藏容器中的氧气浓度 增加二氧化碳浓度 目前广泛采用由硅氧烷膜使氧气与二氧化碳等进行交换分离的方法 返回 外界气氛 O221CO20N279 仓库气氛 O2CO292N2 硅氧烷膜 其它膜分离法还包括透析 超过滤 膜萃取 液膜 膜传感器 纳米膜过滤技术等等 结束语 在当代新技术革命的浪潮中 膜分离技术作为化工新技术之一 已广泛应用于医疗 生物化工 制药工业 石油化工 食品工业 环保等领域 从目前的发展趋势来看 膜科学今后通过高层次和多途径的深入研究 相信在不久的将来 定会出现划时代的突破 迎来膜科技事业空前繁荣的春天 参考文献 膜分离技术及其应用 科学出版社 定量化学分离方法 中国矿业大学出版