1。1。1 膜分离技术的特点
由于膜分离技术的多学科性特点,可应用于大量的分离过程。虽然各种膜过程的机理不同,适用的对象不同,要求也不尽相同,但有其共同的优点[4]:
(1)绝大部分的膜分离技术不涉及物质的相变过程,一般仅需要消耗非常少的能源。
(2)膜分离过程需要在压力的作用下完成,对温度没有特定的要求,适用于果汁、药物、对热物体比较敏感的物质等,同时也适用于对水和大气的处理。
(3)膜分离技术能够同时进行物质的分离和浓缩、分离和反应,使得整个过程更加的具有高效性。
(4)膜分离技术以压力差作为驱动力,装置简单,操作方便。
(5)膜分离技术应用范围广泛,从微粒到微生物,甚至到离子极都有其应用。
但是,膜分离技术在应用时也有一定的缺点。比如,采用膜分离技术,所出现的浓差极化问题,而且分离膜所使用的时长相对短。
1。1。2 膜分离技术的应用论文网
(1)在化工及石油工业中的应用
在石油化工的生产过程[5]中,极易产生有机废气的污染问题。在有机废气中,其有机物质大多数是具有较强挥发性,也具有较大的毒性。采用膜分离技术对有机废气进行分离净化处理,拥有更高的气体回收效率,所消耗的能源相对少,不会在此过程中产生二次污染问题,应用前景非常广阔。
(2)在食品行业中的应用
膜分离技术具有环保、节能等突出优点。因此乳品加工和啤酒的无菌过滤首先应用膜分离技术,随后才逐渐用于果汁[6] 、饮料加工、酒精类精制等方面。迄今为止,膜分离技术已广泛的应用于食品工业中。
(3)在医药工业中的应用
在制药工业中[7,8]膜技术主要用于:利用微滤技术来对药物进行澄清;利用超滤和反渗透技术来进行药液的精制和浓缩;利用反渗透技术可以制备灭菌水,除热源水和注射水等;利用渗析技术对人工模拟肾脏进行血液的透析分离;利用亲合膜技术,在膜上固载特定的功能配位键。
(4)在生物技术中的应用
在生物技术方面[9],膜技术应用最广泛的是微滤和超滤技术。利用膜技术,可加水分解蛋白质或生产糖液,有助于保证产品质量,提高产品的收率和降低成本。由于应用分离膜可以在室温下进行物理化学分离,所以特别适合于热敏性生物物质的分离。
(5)在环境工程中的应用
随着工业的进一步发展,水源和大气被污染的更严重,这就要求人们提高对它们进行处理净化的能力,因此膜分离技术在环境工程中的地位越来越高。在处理工业中的废水、废气中,膜分离技术能实现闭路循环,在消除污染的同时能变废为宝,取得了较大的经济效益和社会效益[10]。由此可见,膜分离技术是卓有成效的。
1。2 聚偏氟乙烯超滤膜的制备及应用
聚偏氟乙烯(PVDF)是一种新兴的、综合性能优良的膜材料。PVDF的化学稳定性良好,在室温下不被酸、碱、强氧化剂[11]和卤素所腐蚀,对脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶剂很稳定,在盐酸、硝酸、硫酸和稀、浓碱液(40 %)中以及高达100 ℃温度下,其性能基本不变。PVDF还具有耐磨、耐冲击、易成膜、抗紫外[12,13]等性能,这些优势使得PVDF成为超滤膜制备中应用最广泛的材料之一[14]。因而制得的PVDF超滤膜具有耐污染[15~17]、易清洗和化学稳定性好的特点。
1。2。1 PVDF超滤膜的制备
超滤膜的制备方法有很多,包括L-S相转换法,拉伸法,刻蚀法,复合法等,但就PVDF超滤膜而言,目前应用最广泛的制备技术为L-S相转换法(即浸没-沉淀溶液相转换法)[18]。相转换法是一种以某种控制方式使聚合物从液态转变为固态的过程,这种固化过程是由一个均相液态转变为两个液态(液液分层)而引起的。在分层达到一定程度时,其中一个液相(聚合物用量高的相)固化,结果形成了固体本体,最后实现两相分离[19]。