膜析法~扩散渗析和电渗析法

1、主讲人：冷文鹏主讲人：冷文鹏PPTPPT制作：冷文制作：冷文鹏、鹏、蒋宗宏蒋宗宏资料收集：焦鸿翔、刘舒怡资料收集：焦鸿翔、刘舒怡2目标定位目标定位PART01扩散渗析法简介生活的发现学术的发现扩散渗析法简介渗析法渗析法，是指利用油或其他液体从润滑脂中析出的现象分离物质的一种方法。在工业以及科研当中是一种常用的提取方法。扩散渗析法定义扩散渗析的原理1. 1.离子交换膜两侧溶离子交换膜两侧溶液的浓度差液的浓度差细胞的质壁分细胞的质壁分离现象与复原离现象与复原细胞中氧气和细胞中氧气和二氧化碳的自二氧化碳的自由扩散现象由扩散现象2.2.离子交换膜的选离子交换膜的选择透过性择透过性阳离子交换膜阳离子交换

2、膜阴离子交换膜阴离子交换膜阳离子交换膜阳离子交换膜 利用阳离子交换树脂做成的薄膜可以透过阳离子，叫利用阳离子交换树脂做成的薄膜可以透过阳离子，叫阳离子交换膜阳离子交换膜 阳离子交换膜扩散渗析主要用来回收碱盐棍合物中的碱阴离子交换膜阴离子交换膜 利用阴离子交换树脂做成的薄膜可以透过阴离子，叫利用阴离子交换树脂做成的薄膜可以透过阴离子，叫阴离子交换膜阴离子交换膜 阴离子交换膜扩散渗析主要用来回收酸盐混合物中的酸两种离子交换膜阳离子交换膜的应用阴离子交换膜的应用扩散渗析组件第一种是实验室研究所用的静态扩散渗析池第二种是板框式扩散渗析组件第三种是螺旋卷式扩散渗析组件实验室研究所用的静态扩散渗析池结构结

3、构 通常由有机玻璃制备，分为两个隔室通常由有机玻璃制备，分为两个隔室( (一个渗析室，一个扩散室一个渗析室，一个扩散室) )，两个隔，两个隔室之间用离子交换膜隔开室之间用离子交换膜隔开方向方向 该装置主要是用于实验室研究该装置主要是用于实验室研究用途用途 可以简单快速测试离子交换膜的渗析系数可以简单快速测试离子交换膜的渗析系数和分离因子，便于对扩散渗析过程进行理和分离因子，便于对扩散渗析过程进行理论研究论研究板框式扩散渗析组件螺旋卷式扩散渗析组件将一张离子交换膜夹在两个表面有小孔的半圆形中心管之间，在膜的两面分别衬上流道隔网，之后将膜与隔网围绕中心管卷形成具有两个流道的圆柱形膜组件主体，最后将

4、该主体密封在圆柱形的PVC外壳内结构特点为了克服板框式扩散渗析组件体积庞大、不方便运输、传质不充分等缺点而应运而生的。目的PART02电渗析法的定义利用半透膜的利用半透膜的选择透过性来选择透过性来分离不同的溶分离不同的溶质粒子的方法质粒子的方法称为称为渗析渗析在电场作用下进在电场作用下进行渗析时，溶液行渗析时，溶液中的带电的溶质中的带电的溶质粒子通过膜而迁粒子通过膜而迁移的现象称为移的现象称为电电渗析。渗析。利用电渗析利用电渗析进行提纯和进行提纯和分离物质的分离物质的技术称为技术称为电电渗析法渗析法用于酸碱回收、用于酸碱回收、电镀废液处理电镀废液处理以及从工业废以及从工业废水中回收有用水中回收

5、有用物质物质电渗析法的过程电渗析法的离子电迁移和电极反应离离子子电电迁迁移移溶液离溶液离子作定子作定向移动向移动阳离子阳离子向阴极向阴极迁移迁移阳离子阳离子向阳极向阳极迁移迁移在直流在直流电场的电场的作用下作用下阳极发生氧化反应，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。阴极发生还原反应。根据不同的离子写根据不同的离子写出不同的离子反应出不同的离子反应式式01020304交换交换膜膜不可能不可能有有100100% %的选择性的选择性，所所以以有少量与离子交换膜解离离子电有少量与离子交换膜解离离子电荷相反离子透过膜荷相反离子透过膜，阳通过阴，阴，阳通过阴，阴通过阳通过阳膜两侧溶液浓度不同，在浓度差作膜

6、两侧溶液浓度不同，在浓度差作用下，电解质由浓室向淡室扩散用下，电解质由浓室向淡室扩散水的渗透压作用，水的渗透压作用，水水由由淡水室向浓淡水室向浓水室水渗透水室水渗透水合离子，水合离子，其迁移过程必然携带一其迁移过程必然携带一定水量的水分子迁移定水量的水分子迁移电流密度与液电流密度与液体流速不匹配，电解质离子未能及体流速不匹配，电解质离子未能及时补充到膜的表面，而造成膜的淡时补充到膜的表面，而造成膜的淡水侧发生水的电离水侧发生水的电离反离子的迁移水的渗透电解质浓度差扩散水的电渗透04电渗析法的次要过程电渗析的运用 p 电渗析法电渗析法最先用于海水淡化制取饮用水和工业用水，海水浓缩最先用于海水淡化

7、制取饮用水和工业用水，海水浓缩制取食盐，以及与其它单元技术组合制取高纯水，后来在废水制取食盐，以及与其它单元技术组合制取高纯水，后来在废水处理方面也得到较广泛应用。处理方面也得到较广泛应用。p 如如在废水处理中，根据工艺特点电渗析操作有两种类型：一种在废水处理中，根据工艺特点电渗析操作有两种类型：一种是由阳膜和阴膜交替排列而成的普通电渗析工艺，主要用来从是由阳膜和阴膜交替排列而成的普通电渗析工艺，主要用来从废水中单纯分离污染物离子，或者把废水中的污染物离子和非废水中单纯分离污染物离子，或者把废水中的污染物离子和非电解质污染物分离开来，再用其它方法处理；电解质污染物分离开来，再用其它方法处理； p 另另一种是由复合膜与阳膜构成的特殊电渗析分窝工艺，利用复一种是由复合膜与阳膜构成的特殊电渗析分窝工艺，利用复合膜中的极化反应和极室中的电极反应以产生合膜中的极化反应和极室中的电极反应以产生H+H+离子和离子和OH-OH-离子，离子，从废水中制取酸和碱从废水中制取酸和碱。电渗析法的运用处理碱法造纸废液，从浓液中回收碱，从淡液中回收木质素从芒硝废液中制取硫酸和氢氧化钠从含金属离子的废水中分离和浓缩盈金属离子从放射性废水中分离放射性元素从酸洗废液中制