现代药物分离技术 唐汉卿
2.各类膜特点
• 2.3纳滤
• 纳滤膜的孔径为纳米级，介于反渗透膜(RO)和超滤膜(UF)之间，因 此称为“纳滤”。纳滤膜主要用于截留粒径在0.~1nm，分子量为 1000左右的物质，可以使一价盐和小分子物质透过，具有较小的操 作压（0.5~1MPa）。其被分离物质的尺寸介于反渗透膜和超滤膜之 间，但与上述两种膜有所交叉。
于0.5nm，可截留溶质分子。 • 制备反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化
聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。 • 反渗透膜的分离机理至今尚有许多争论，主要有氢键理论、选择吸附-毛细管
流动理论、溶解扩散理论等。
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2.各类膜特点
• 2.5液膜
选择性透膜
膜上游 膜 膜下游
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1.2分离膜种类
• 膜类型分类
高分子膜
分Leabharlann 离 膜液体膜生物膜
带电膜 非带电膜
阳离子膜
阴离子膜
过滤膜 精密过滤膜 超滤膜 纳米滤膜 反渗透膜
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1.3常见膜分离方法比较
膜过程 微滤 超滤
纳滤
反渗透
• 表1.分离方法比较
分离目的 推动力 传递机理 透过物
散传递
截留物 悬浮物颗
粒 交替和超 过节流相 对分子量 的小分子
有机物
溶质、盐
膜类型 纤维多孔
膜 非对称性
膜
复合膜
非对称复 合膜
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1.3常见膜分离比较
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1.3常见膜分离方法比较
推动力
膜过程 应用实例
压力差
电位差 浓度差 浓度差 浓度差（分压差） 浓度差＋化学反应
膜分离技术
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报告框架
• 1.膜分离技术基本介绍 • 2.各类膜分离技术特点 • 3.新型膜分离技术
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1.1基本原理
膜分离过程原理：以选择性膜为分离介质，通过在 膜两边施加一个推动力（如浓度差、压力差或电位 差等）时，使原料侧组分选择性地透过膜，以达到 分离提纯的目的。通常膜原料侧称为膜上游，透过 侧称为膜下游。
• 纳滤膜对不同价态离子的截留效果不同,对单价离子的截留率低(10%80%)，对二价及多价离子的截留率明显高于单价离子(90%)。
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2.各类膜特点
• 2.4反渗透
反渗透的工作原理
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2.各类膜特点
• 2.4反渗透
• 反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于500，操作压力为 2~100MPa。 • 用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜。反渗透膜大部分为不对称膜，孔径小
2.各类膜特点
• 2.1微滤(MF)
• 微滤又称微孔过滤，是以多孔膜（微孔滤膜）为过滤介质，在 0.1~0.3MPa的压力推动下，截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒 和贾第虫、隐抱子虫、藻类和一些细菌等，而大量溶剂、小分子及少 量大分子溶质都能透过膜的分离过程。
• 微滤的特点：属于精密过滤，具有高效、方便及经济的特点。微滤能 截留0.1~1微米之间的颗粒，微滤膜允许大分子有机物和无机盐等通 过，但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过，微 滤膜两侧的运行压差（有效推动力）一般为0.7bar。
支撑液膜 液膜类型
单 滴 型 液 膜
乳 液 型 液 膜
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2.各类膜特点
• 2.5液膜
• 液膜特点： • 传质推动力大，速率高，且试剂消耗量少，这对于传统萃取工艺中试
剂昂贵或处理能力大的场合具有重要的经济意义。 • 液膜的选择性好，分离效果显著，往往只能对某种类型的离子或分子
的分离具有选择性。
④ 无介质脱落。微孔膜为均一的高分子材料，过滤时没有纤 维或碎屑脱落，因此能得到高纯度的滤液。
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2.各类膜特点 • 微滤的缺点：
① 颗粒容量较小，易被堵塞； ② 使用时必须有前道过滤的配合，否则无法正常工
作。
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2.各类膜特点
• 2.2超滤
• 超滤技术始于 1861 年，其过滤粒径介于微滤和反渗透之间，约5～ 10 nm，在 0.1～0.5 MPa 的静压差推动下截留各种可溶性大分子， 如多糖、蛋白质、酶等相对分子质量大于500的大分子及胶体，形成 浓缩液，达到溶液的净化、分离及浓缩目的
反渗透 超滤 微滤 纳滤 气体分离 电渗析
渗析 控制释放 渗透蒸发
液膜
海水淡化 超纯水/白蛋白浓缩
前处理/终端过滤 医药/啤酒
气体/蒸汽分离 海水淡化/废水
人工肾 医用/农药 无水乙醇 金属分离/废水
对称
* * * *
* * *
膜形态
非对称
* * * * *
复合 * *
*
*
*
*
*
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溶液、气体脱
颗粒大小、 水、容积
压力差
粒子
形状
溶解物
溶液脱大分子， 大分子溶液脱 小分子，大分
子分级
压力差
分子特性、 水、溶剂
大小、形 小分子
状
溶剂脱有机组
分、脱高价离 子、软化、脱 色、浓缩、分
压力差
离子大小 及电荷
水、一价 离子、多 价离子
离
溶剂脱溶质、 含小分子溶质
溶液浓缩
溶剂的扩
压力差
水、溶剂
• 超滤膜的应用也十分广泛，在作为反渗透预处理、饮用水制备、制 药、色素提取、阳极电泳漆和阴极电泳漆的生产、电子工业高纯水的 制备、工业废水的处理等众多领域都发挥着重要作用。
• 超滤技术主要用于含分子量500~500000的微粒溶液的分离，是目 前应用最广的膜分离过程之一，它的应用领域涉及化工、食品、医药 、生化等。主要可归纳为以下方面。
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2.各类膜特点
• 微滤的优点：
① 孔径均匀，过滤精度高。能将液体中所有大于制定孔径 的微粒全部截留；
② 孔隙大，流速快。一般微孔膜的孔密度为107孔/cm2，微 孔体积占膜总体积的70％～80％。由于膜很薄，阻力小， 其过滤速度较常规过滤介质快几十倍；
③ 无吸附或少吸附。微孔膜厚度一般在90～150m之间， 因而吸附量很少，可忽略不计。
• 最大缺点： • 强度低，破损率高，难以稳定操作，而且过程与设备复杂
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2.各类膜特点
• 2.6电渗析
Na
+
+
正极
固定离 子
-
Cl
-
电渗析原理
负极
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2.各类膜特点
• 2.6电渗析
• 应用： • 苦咸水淡化，饮用水及工业用水制备方面展示了巨大的优势。