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膜渗透机理

溶解-扩散模型:适用于液体膜、均质膜或非对称膜表皮层内的物质传递。在推动力作用下,渗透物质先溶解进入膜的上游侧,然后扩散至膜的下游侧,扩散是控制步骤。例如气体的渗透分离过程中,推动力是膜两侧渗透物质的分压差。当溶解服从亨利定律(见相平衡关联)时,组分的渗透率是组分在膜中的扩散系数和溶解度系数的乘积。混合气体的分离依赖于各组分在膜中渗透率的差异。溶解-扩散模型用于渗透蒸发(又称汽渗,上游侧为溶液,下游侧抽真空或用惰性气体携带,使透过物质汽化而分离)时,还须包括膜的汽液界面上各组分的热力学平衡关系。

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结构分类

膜分离的效能,膜透仪哪家好,取决于膜本身的属性。膜可分液膜和固体膜。固体膜又可分:①无机多孔膜,由无机质的多孔材料构成。将胶体和不溶性微粒强制沉积于无机多孔膜上便制成动力形成膜;②合成膜,通常采用醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚砜、聚乙烯等高分子材料制成。合成膜又分为离子交换膜、均质膜和多孔膜:①离子交换膜由带有可电离的阳离子或阴离子的高分子材料所构成;②均质膜是均匀的高分子薄膜;③多孔膜是在铸膜液中加发孔剂,经过蒸发和凝胶分离而成的。

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多孔膜又分为非对称膜和复合膜

①非对称膜的膜体可分为表皮层和支撑层:表皮层质地致密,厚度很小(0.1~0.2μm),但它决定了膜的选择性和渗透性能;支撑层具有多孔结构,它提供必要的机械强度。膜的结构可通过调节铸膜液组成和凝胶形成条件予以控制。

②复合膜是以多孔膜作支撑层,覆以极薄的表皮层。用于工业分离的合成膜,可制成片状、管状和中空纤维状等,膜透仪,因此膜分离设备也随之具有多种结构形式。膜的结构形态,通常借助于电子显微镜技术、电子透射或扫描来观察。

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