功能高分子高分子功能膜2010-9-21主要内容一高分子功能膜分类二高分子功能膜制备方法三膜分离过程四膜过程和其他化工过程的联用五膜分离过程应用六其他功能膜2010-9-21高分子功能膜定义高分子功能膜是一种具有选择性透过能力的膜型材料，也是具有特殊传质功能的高分子材料，通常称为分离膜，也称功能膜。用膜分离物质一般不发生相变、不耗费相变能，同时具有较好的选择性，且膜把产物分在两侧，很容易收集，是一种能耗低，效率高的分离材料，从功能上来说，高分子分离膜具有物质分离、识别物质，能量转化和物质转化等功能。利用其在不同条件下显出的特殊性质，已经在许多领域获得应用。2010-9-21一、高分子功能膜分类混合物分离分离膜使用功能划分药物释放缓释膜分割作用保护膜气体分离膜液体分离膜根据被分离物质性质固体分离膜离子分离膜微生物分离膜超细滤膜、超滤膜、被分离物质粒度大小超细滤膜、超滤膜、微滤膜沉积膜熔融拉伸膜膜形成过程溶剂注膜界面膜动态形成膜密度膜根据膜性质相变形成膜乳化膜多孔膜高分子功能膜2010-9-21二膜分离机理筛分和溶解筛分和溶解-扩散多孔膜的分离机理主要是筛分原理，多孔膜的分离机理主要是筛分原理，依膜表面平均孔径的大小而区分为微滤（0.1-10）、超滤（100）、纳滤（0.5区分为微滤（0.1-10）、超滤（2-100）、纳滤（0.5-5）超滤纳滤，以截留水和非水溶液中不同尺寸的溶质分子。以截留水和非水溶液中不同尺寸的溶质分子。多孔膜表面的孔径有一定的分布，其分布宽度与制膜技术有关多孔膜表面的孔径有一定的分布，而成为分离膜质量的一个重要标志。一般来说，而成为分离膜质量的一个重要标志。一般来说，分离膜的平均孔径要大于被截留的溶质分子的分子尺寸。这是由于亲水性的多孔膜表要大于被截留的溶质分子的分子尺寸。面吸附有活动性、相对较小的水分子层而使有效孔径相应变小，面吸附有活动性、相对较小的水分子层而使有效孔径相应变小，这种效应孔径愈小愈显著。种效应孔径愈小愈显著。表面荷电的多孔膜可以在表面吸附一层以上的对离子，因而荷表面荷电的多孔膜可以在表面吸附一层以上的对离子，点膜的有效孔径比一般多孔膜更小。相同孔径的膜，点膜的有效孔径比一般多孔膜更小。相同孔径的膜，荷电量的膜水通量比一般多孔膜大得多。通量比一般多孔膜大得多。2010-9-21致密膜的分离机理在膜分离技术中通常将孔径小于1的膜称为致密膜。这样的膜的分离或传质机理不同于多孔膜的筛分机理，而是溶解溶解溶解扩散。即在膜上游的溶质（溶液中）分子或气体分子（吸附）扩散。即在膜上游的溶质（溶液中）分踊蚱宸肿樱ㄎ剑?溶解于高分子膜界面、按扩散定律通经膜层、溶解于高分子膜界面、按扩散定律通经膜层、在下游界面脱溶溶解速率取决于该温度下小分子在膜中的溶解度，溶解速率取决于该温度下小分子在膜中的溶解度，而扩散率则按Fick扩散定律进行。Fick扩散定律进行。扩散定律进行一般认为，小分子在聚合物的扩散是由高聚物分子链段热运动的构象变化引起所含自由体积在各瞬间的变化而跳跃式进行的，因而小分子在橡胶态中扩散率比在玻璃态中的扩散率快，自由体积愈小扩散率愈快，升高温度可以增加分子链段的运动而加速扩散速率，但相应不同小分子的选择透过性则随之降低。2010-9-21三、分离膜制备方法多孔膜制备相转换法粉末烧结拉伸致孔法热致相分离法核径迹法铝阳极氧化多孔氧化铝膜溶剂涂层挥发法水面扩展挥发法支撑膜加涂层支撑膜加水面扩展连续超薄膜界面缩聚法在位制备复合膜制备方法致密膜的制备复合膜的制备2010-9-21四、膜分离过程膜分离过程分为：1.膜分离过程分为：多孔膜用于混合物水的分离：多孔膜用于混合物水的分离：渗微滤、超滤、纳滤、亲和膜等。析、微滤、超滤、纳滤、亲和膜等。依所用膜分为致密膜用于电渗析（ED）、逆渗析、致密膜用于电渗析（ED）、逆渗析、气）、逆渗析体分离、渗透汽化、蒸汽渗透等过程体分离、渗透汽化、2010-9-214.1透析透析与电渗析是最早发明的膜分离过程。此法效率低，速度慢，透析是最早发明的膜分离过程。此法效率低，速度慢，处理量小。人工肾膜材料由丙烯酸酯类、聚砜、聚丙烯腈、理量小。人工肾膜材料由丙烯酸酯类、聚砜、聚丙烯腈、聚苯醚(PPO)等.PPO)等电渗析正负离子在电场驱动下分别向与之对应的电极迁移,速度快,加入正负离子在电场驱动下分别向与之对应的电极迁移,速度快,有阴阳离子交换膜组成的膜对,即可使离子通过交换膜而实现溶有阴阳离子交换膜组成的膜对,液中的离子的脱除.用于苦咸水淡化、浓盐水制盐、除去果汁中液中的离子的脱除.用于苦咸水淡化、浓盐水制盐、有机酸.有机酸.2010-9-214.1透析与