3.传质模型
以双膜理论为基本出发点，可以建立包括膜阻在内的膜萃取传质模型［23-26］， 如图 1 所示。图 1(a)和图 1(b)分别绘出了以疏水膜或亲水膜为固定界面的膜萃 取过程的传质模型图。假设膜的微孔被有机相(或水相)完全浸满，把微孔膜视 为由一定的弯曲度，等直径的均匀孔道构成，并且忽略微孔端面液膜的曲率对 于传质的影响，则膜萃取过程的传质阻力有三部分组成:即有机相边界层阻力， 水相边界层阻力和膜阻。因此，膜萃取总的传质系数一般由水相传质系数、膜 内传质系数和有机相传质系数三部分组成。此外，对某些萃取过程可还能需要 考虑水相和膜相的接触表面存在表面化学反应阻力。
图 1 假定溶质在两相间分配平衡关系呈线性关系，那么按照一般传质过程的阻 力叠加法可以获得基于水相的总传质系数 Kw 和水相分传质系数 kw，膜内分传 质系数 km，和总有机相分传质系数 ko 关系。 对于疏水膜，上述关系可表示为： 1 1 1 1 = + + Kw kw km × m k0 m 其中膜阻一项表示为： 1 τm t m = k m D0 ζm 而对于亲水膜，上述关系可以表现为： 1 1 1 1 = + + Kw kw km k0 m
1.引言
溶液萃取是一已在工业生产中得到普遍应用的平衡级分离过程。在该过程 中水溶液或有机溶液中的组分被萃取进入另一个不互溶的有机或水溶液中。传 统的萃取方法都需要通过提取基体消除和/或分析物富集的样品预处理。传统上 这是通过液 - 液萃取(LLE)，但使用的固相萃取(SPE)筒也很受欢迎。然而，为 了适应小体积样品或减少所需的有机溶剂的量，在最近几年的各种小型化液 液萃取方法也被提出，如单滴微萃取(SDME)[1-4]，液相微萃取(LPME)[5-9]，和分 散液液微萃取(DLLME)[10-14]。基于膜的基础上，利用电场的作为驱动力的提取 方法，目前也受到关注。该技术中，通常被称为―电膜萃取'(EME) [15,16]。传统萃 取技术由于费时、费力、效率低等特点，近年来已不能满足工业发展的需要， 因而先后出现了超临界流体萃取，微波萃取，双水相萃取，膜基萃取等新型萃 取分离技术。膜基萃取以其独特的优势现实出了良好的发展前景。 膜萃取是膜过程与液液萃取过程集合形成的一种新型分离技术，其萃取过 程与常规工程中的传质、反萃取过程十分相似，因此又称微孔膜液液萃取，简 称膜基萃取或膜萃取[17]。自 1984 年 Kiani 等[18]利用膜萃取方法在槽式膜萃取器 内对二甲苯-HAC-H2O 体系进行了实验研究，求取了基于有机相的总传质体系 系数，讨论了膜萃取的特点。Kim[19]则以 LiX64-CuSO4-H2O 为体系用中空纤维 膜器研究了膜萃取的分离效果。结果表明，利用膜萃取的方法可以减少溶剂的 夹带损失。1985 年 Conney 等[20]使用中空纤维膜对含酚废水进行了膜萃取实验 尝试。几十年来，我过科技工作者也围绕中空纤维膜萃取器的传质性能、高分 子膜浸润性及溶胀等对膜萃取的影响进行大量研究，取得十分有益的进展。
Abstract:The characteristic and the mass transfer of membrane extraction separation technique were introduced in this paper. The transfer model was discussed on the basis of hydrophobic membrane and hydrophilic membrane. On the basis, putting forward the main use of membrane extraction, the problems in the moment and the research trend of the membrane extraction in the future werealso pointed out. Key words: Membrane extraction, principles, separation technology , transfer model.
参考文献
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到另一相，扩散进入接受相主体，完成膜萃取过程;当采用亲水性微孔膜时，水 相将优先浸润膜并进入膜孔;若采用一侧亲水，另一侧疏水的复合膜，则亲水— 疏水复合膜的界面处就是水和有机相的界面[21,22］。 与传统的液-液萃取过程相比，膜萃取过程有以下特点： (1)膜萃取由于没有相的分散和聚结过程，可以减少萃取剂在料液中的夹带 损失，有机溶剂用量少，可以使用某些价格稍高的有机溶剂，同时简化了操作 手续，节省了庞大的澄清设备。 (2)膜萃取时料液相和溶剂相各自在膜两侧流动，并不形成直接的液液两相 流动。在选择萃取剂时对其物性要求大大放宽，可使用一些高浓度的高效萃取 剂。 (3)在膜萃取过程中两相分别在膜两侧作单相流动，使过程免受―返混‖的影 响和―液泛‖条件的限制。 (4)膜萃取过程可以较好地发挥化工单元操作中的某些优势，提高过程的传 质效率，如实现同级萃取反萃过程，采用萃合物载体促进迁移等。 (5)料液相与溶剂相在膜两侧同时存在，可以避免与其相似的支撑液膜内溶 剂的流失问题。
膜基萃取技术及应用进展
专业：化学工艺 学号：2014011068 姓名：韦梦梅 授课老师：邱建华