传递。分离膜对流体可以是完全透过性的，也可以 是半透过性的，但不能是完全不透过性的。膜在生
产和研究中的使用技术被称为膜技术。
高分子分离膜与膜分离技术概述
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在化工单元操作中，常见的分离方法有筛分、 过滤、蒸馏、蒸发、重结晶、萃取、离心分离等。 然而，对于高层次的分离，如分子尺寸的分离、生 物体组分的分离等，采用常规的分离方法是难以实 现的，或达不到精度，或需要损耗极大的能源而无 实用价值。
有用的。并且膜技术还可以和常规的分离方法结合
起来使用，使技术投资更为经济。
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膜分离过程没有相的变化(渗透蒸发膜除外)， 常温下即可操作；由于避免了高温操作，所浓缩和 富集物质的性质不容易发生变化，因此在膜分离在食
品、医药等行业使用具有独特的优点；膜分离 装置简单、操作容易，对无机物、有机物及生物制 品均可适用，并且不产生二次污染。由于上述优 点，近二三十年来，膜科学和膜技术发展极为迅 速，目前已成为工农业生产、国防、科技和人民日 常生活中不可缺少的分离方法，越来越广泛地应用 于化工、环保、食品、医药、电子、电力、冶金、 轻纺、海水淡化等领域。
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② 过滤式膜分离 利用组分分子的大小和性质差别所表现出透过 膜的速率差别，达到组分的分离。属于过滤式膜分 离的有超滤、微滤、反渗透和气体渗透等； ③ 液膜分离 液膜与料液和接受液互不混溶，液液两相通过 液膜实现渗透，类似于萃取和反萃取的组合。溶质 从料液进入液膜相当于萃取，溶质再从液膜进入接 受液相当于反萃取。
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2. 按膜的分离原理及适用范围分类 根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将
其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗 析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。
3. 按膜断面的物理形态分类 根据分离膜断面的物理形态不同，可将其分为
对称膜，不对称膜、复合膜、平板膜、管式膜、中 空纤维膜等。
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膜分离过程的共同优点是成本低、能耗少、效率高、 无污染并可回收有用物质，特别适合于性质相似组 分、同分异构体组分、热敏性组分、生物物质组分 等混合物的分离，因而在某些应用中能代替蒸馏、 萃取、蒸发、吸附等化工单元操作。
实践证明，当不能经济地用常规的分离方法得到较
好的分离时，膜分离作为一种分离技术往往是非常
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4.1.3 功能膜的分类 1. 按膜的材料分类
表4—1 膜材料的分类
类别
膜材料
纤维素酯类 纤维素衍生物类
聚砜类
聚酰(亚)胺类
非纤维素酯类 聚酯、烯烃类
含氟(硅)类
其他
举例 醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等 聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等 聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等 涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等 聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等 壳聚糖，聚电解质等
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4. 按功能分类 日本著名高分子学者清水刚夫将膜按功能分为
分离功能膜（包括气体分离膜、液体分离膜、离子 交换膜、化学功能膜）、能量转化功能膜（包括浓 差能量转化膜、光能转化膜、机械能转化膜、电能 转化膜，导电膜）、生物功能膜（包括探感膜、生 物反应器、医用膜）等。
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膜过程 推动力
传递机理
渗析
浓度差 溶质的扩散传递
电渗析
电位差
电解质离子的 选择传递
气体分离 压力差
气体和蒸汽的 扩散渗透
渗透蒸发 压力差 选择传递
液膜分离 浓度差
反应促进和 扩散传递
透过物
截留物
低分子量物、离子 溶剂
电解质离子
非电解质， 大分子物质
气体或蒸汽
难渗透性气 体或蒸汽
易渗溶质或溶剂
难渗透性溶 质或溶剂
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4.1.4 膜分离过程的类型 分离膜的基本功能是从物质群中有选择地透过
或输送特定的物质，如颗粒、分子、离子等。或者 说，物质的分离是通过膜的选择性透过实现的。几 种主要的膜分离过程及其传递机理如表4—2所示。
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表4—2 几种主要分离膜的分离过程
膜过程 推动力
传递机理
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5.1 概述
5.1.1 分离膜与膜分离技术的概念 分离膜是指能以特定形式限制和传递流体物质
的分隔两相或两部分的界面。膜的形式可以是固态
的，也可以是液态的。被膜分割的流体物质可以是 液态的，也可以是气态的。膜至少具有两个界面，
膜通过这两个界面与被分割的两侧流体接触并进行
均可用于制备分离膜。但实际上，真正成为工业化 膜的膜材料并不多。这主要决定于膜的一些特定要 求，如分离效率、分离速度等。此外，也取决于膜 的制备技术。
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目前，实用的有机高分子膜材料有：纤维素酯 类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。从品种来说， 已有成百种以上的膜被制备出来，其中约40多种已 被用于工业和实验室中。以日本为例，纤维素酯类 膜占53％，聚砜膜占33.3％，聚酰胺膜占11.7％，其 他材料的膜占2％，可见纤维素酯类材料在膜材料中 占主要地位。
透过物
截留物
膜类型
微滤 压力差 颗粒大小形状 水、溶剂溶解物 悬浮物颗粒 纤维多孔膜
超滤
压力差 分子特性大小形状 水、溶剂小分子
胶体和超过 截留分子量 的分子
非对称性膜
纳滤 压力差 离子大小及电荷
水、一价离子、 多价离子
有机物
复合膜
反渗透 压力差 溶剂的扩散传递 水、溶剂
溶质、盐
非对称性膜复 合膜
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杂质
溶剂
续上表
膜类型 非对称性膜
离子交换膜
均相膜、复合 膜，非对称膜
均相膜、复合 膜，非对称膜 乳状液膜、支 撑液膜
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4.2 膜材料及膜的制备
4.2.1 膜材料 用作分离膜的材料包括广泛的天然的和人工合
成的有机高分子材料和无机材料。 原则上讲，凡能成膜的高分子材料和无机材料
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具有选择分离功能的高分子材料的出现，使上 述的分离问题迎刃而解。膜分离过程的主要特点是 以具有选择透过性的膜作为分离的手段，实现物质 分子尺寸的分离和混合物组分的分离。膜分离过程 的推动力有浓度差、压力差和电位差等。膜分离过 程可概述为以下三种形式：
① 渗析式膜分离 料液中的某些溶质或离子在浓度差、电位差的 推动下，透过膜进入接受液中，从而被分离出去。 属于渗析式膜分离的有渗析和电渗析等；