液膜分离技术的研究现状.doc

液膜分离技术的研究现状

摘要：本文简要介绍了液膜分离技术的分类、传质机理、影响液膜稳定性因素、相关应用等，并对液膜分离技术的发展前景进行了展望。
关键词：液膜分离技术；乳化液膜；支撑液膜；液膜稳定性
ThepresentresearchofLiquidMembranesSeparation

Abstract:Theclassificationandmasstransfermechanismofliquidmembranestechnologywereintroducedinthispaper.ThefactorsofthestabilityofliquidMembrane,relativeapplicationandtheprospectsofthetechnologywasintroducedalso.
Keywords:liquidmembraneseparation,emulsionliquidmembrane,Supposedliquidmembrane,
thestabilityofliquidMembrane
液膜分离技术(Liquidmembranepermeation,LMP)是利用对混合物各组分渗透性能的差异来实现分离、提纯或浓缩的分离技术，是一种模拟生物膜传质功能的新型分离方法，解决了分离因子、选择性等间题。它是1968年由美国埃克森公司的美籍华人黎念之博士提出的。液膜是指两液相问形成的界面膜，通过它将两种组成不同、但又互相混溶的溶液分开，经选择性渗透，使物质达到分离提纯的目的。液膜分离技术比固体膜分离技术具有高效、快速、选择性强和节能等优越性;比液液萃取具有萃取与反萃取同时进行，分离和浓缩因数高，萃取剂用量少和溶剂流失量少等特点。该法的研制成功，不仅促进了环境分析、石油化工、医药、卫生等各不同领域分离问题的研究，也使分离科学上升到一个新水平。
1.液膜的分类
1.1根据组成分类
按组成可分为:油包水型(膜相为油质而内外相都为水相)和水包油型(膜相为水质而内外相都为油相)两种。
1.2根据机理分类
按机理可分为:膜相中含载体和不含载体两类。
膜相主要由载体和溶剂组成。载体在膜相中通过萃取反应和反萃取反应，使溶质在液膜两侧不断传递，以达到脱除的效果。
膜相中不含载体，则是利用溶质在膜相中的渗透速率的差别进行物质分离。
1.3根据液膜构成和操作方式分类
按组成和操作方式分为:乳化液膜(Emulsionliquidmembrane)和支撑液膜(Supposedliquidmembrane)两类。
(1)乳化液膜(ELM)
乳化液膜体系是一个三相系统，其中由两相构成的乳化液分散在另一连续相溶液中，这样形成的体系称为多重乳化液。乳状液膜ELM可看成为一种“水一油一水”型(w／o／w)或“油一水一油”型(o／w／o)的双重乳状液高分散体系，将两种互不相溶的液相通过高速搅拌或超声波处理制成乳状液，然后将其分散到第三种液相(连续相)中，就形成了乳状液膜体系。乳状液膜是一个高分散体系，提供了很大的传质比表面积。待分离物质由连续相经膜相向内包相传递。在传质过程结束后，乳状液通常采用静电凝聚等方法破乳，膜相可重复使用，内包相经进一步处理后回收浓缩的溶质。
(2)支撑液膜(SLM)
将多孔惰性基膜(支撑体)浸在溶解有载体的膜溶剂中，在表面张力的作用下，膜溶剂即充满微孔而形成支撑液膜SLM，它具有很高的选择性。支撑液膜体系由料液、液膜和反萃液三个相以及支撑体组成。支撑液膜是借助微孔的毛细管力将膜溶液牢固的吸附在多支撑体的微孔之中，在膜的两侧是与膜相互不相溶的料液相和反萃液相，待分离物质自料液相经多孔支撑体中的液膜相向反萃液相传递。
2.传质机理
2.1乳化液膜的传质机理
2.1.1非流动载体的乳化液膜传质机理
当液膜中不含有流动载体时，其分离的选择性主要取决于溶质在液膜中的溶解度。溶解度相差大，才能产生选择性，也就是说混合物中的一种溶质的渗透速度要高。使用非流动载体液膜进行分离时，当膜两侧被迁移的溶质浓度相等时，输人便自行停止，故不能产生浓缩效应。为了实现高效分离，可采取在回收相内发生化学反应的办法来促进迁移，它的机理是通过在乳状液形成液膜的内相中引起一个选择性不可逆反应，使特定的迁移溶质或离子与内相中的另一部分相互作用，变成一种不能逆扩散穿过膜的新产物，从而使封闭相中的渗透物的浓度实质上为零，保持渗透物在液膜两侧有最大的浓度梯度，促进输送,这也叫I型促进迁移。
I型促进传递实际上是纯粹的分子扩散，溶质在两相间的分配系数、扩散系数及浓度梯度是影响其传递的主要因数。由于液膜中无其他载体时，大部分溶质在溶液中的扩散系数大致相等，这样溶质在液膜与邻近溶液间的分配系数的变化就决定了膜的选择性。
2.1.2含流动载体的乳化液膜分离机理
使