气体分离膜的应用
（1）特殊气体的富集：富氧空气主要用于医用和工业燃烧 （2）CO2、SO2、H2O的回收和脱除。 天然气的净化： 天然气：开采石油的伴生气，主要成分为甲烷，含少量乙烷、丁 烷、戊烷、CO2、CO、H2S 危害：造成管路及设备腐蚀；降低天然气热值，浪费管输能力； 对于液化天然气还可能引起冻结。 管输标准：CO2<3%；H2S<20mg/m3；
根据 材料 来源
根据 膜的 结构
根据 膜的 功能
固 体 膜
液 体 膜
天 然 膜
合 成 膜
多 孔 膜
致 密 膜
离 子 交 换 膜
渗 析 膜
微 孔 过 滤 膜
超 过 滤 膜
反 渗 透 膜
渗 透 汽 化 膜
气 体 渗 透 膜
无机材料膜
有机高分
固体膜
对称膜
根据膜断面 的物理形态
不对称膜 复合膜
平板膜 根据固体 膜的形态
液中有用的物质等。
气体分离膜
分离机理 致密膜：没有宏观的孔洞，溶解-扩散作用 多孔膜：有固定孔洞，孔径，筛分 膜材料 H2的分离：醋酸纤维素、聚砜、聚酰亚胺等 O2的分离富集：聚二甲基硅氧烷及其改性产品和含三甲硅烷 基的高分子 CO2分离：富氧膜可作为CO2分离膜，在膜材料中引入亲CO2 的基团，可大大提高CO2的透过性。 SO2的分离：引入亲SO2的亚砜基团分离养护泥
各式吸潮剂
2.SAP的吸水原理
较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。 水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用, 亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使 树脂的网络扩张。
（外）
H2O
网络内外产生渗透压, 水份进一步渗入.
（内）
吸水树脂的离子型网络
决定性作用
随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零; 而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,逐渐抵 消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。
一、高吸水性树脂定义 二、分类 三、基本特点和用途 四、SAP结构
高吸水性树脂
高吸水性树脂(Super Absorbent Polymer简称SAP)
也称为高吸水性树脂、超强吸水剂、高吸水性聚合物， 是一种具有优异吸水能力和保水能力的新型功能高分 子材料。
二、分
类
甲壳质衍生物
淀粉系
SAP
合成高分子系
（3）典型膜过程－反渗透
P > 盐溶液 纯水
H2O
渗透 平衡
反渗透
反渗透技术的应用
（1）海水、苦咸水的淡化 • 反渗透过程已成功使用30多年，据统计，在全世界所有淡化 过程生产1.15×107m3/d的饮用水中，反渗透占23.4%。 • 优点：能耗和投资运行费用低，占地小，设备腐蚀轻，易建 造、操作、维修，建厂时间短。
多糖类(琼脂糖、壳多糖)、蛋白质类等
纤维素类
其它
超强吸水高分子材料综述
首先看看它们和传统吸水材料相比
普通吸水材料
SAP
超强吸水高分子材料综述
SAP优点
吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。
吸水前
吸水后
超强吸水高分子材料综述
保水能力高:即使受压也不易失水
SAP优点
超强吸水高分子材料综述
用途
吸水剂微球吸水过程的体积变化示意图
1.高分子分离膜的定义 2.分离膜的种类
3.典型分离膜过程的应用
膜简介
定义： 具有选择性分离功能的薄 膜材料。
水小分子 大分子
料液 膜 渗透液
“21世纪的多数工业中，膜技术扮演着战略的角色”
“谁掌握了膜技术，谁就掌握了21世纪化工的未来”
膜的种类
根据 膜的 材质
Thank you
管式膜
中空纤维膜
核径蚀刻膜
3.5 典型的膜过程及应用
分离膜的主要用途： 利用膜对不同物质透过性不同对混合物分离
半透性
对被分离物质的透过性（透过率）
评价 标准
对不同物质的选择性透过（透过选择性）
（1）典型膜过程－ 微滤
• 微滤：当压力推动流体透过膜或其他过滤介质，从流体中分离 微米大小的粒子时，这个过程为微滤。 • 孔径：0.025~10nm；推动力为0.01~0.2MPa • 微孔膜：均匀多孔薄膜，厚度90~150 nm • 原理：在压力差的作用下，利用膜的孔径的大小对微粒进行机 械筛分和截留。
超滤膜技术应用
超滤技术主要用于含分子量500-500,000的微粒溶液的分离， 是目前应用最广的膜分离过程之一，应用领域涉及化工、食 品、医药、生化
• 纯水的制备。超滤技术广泛用于水中的细菌、病毒和其他异 物的除去，用于制备高纯饮用水、电子工业超净水和医用无 菌水等。 • 食品工业。在牛奶加工厂中用超滤技术可从乳清中分离蛋白 和低分子量的乳糖。
纤维素系
纯合成高分子
聚丙烯酸类 聚丙烯酸钠交联物 丙烯酸—乙烯醇共聚物 丙烯腈聚合皂化物 其它
聚乙烯醇类
聚乙烯醇交联聚合物 乙烯醇—其它亲水性单体接枝共聚物 其它
天然高分子加工产物
淀粉类 淀粉—丙烯腈接枝聚合水解物 淀粉—丙烯酸共聚物 淀粉—丙烯酰胺接枝聚合物 其它 纤维素接枝共聚物 纤维素衍生物交联物 其它
微滤的应用
• 微粒和细菌的过滤。可用于水的高度净化、食品和饮料的除菌、 药液的过滤、发酵工业的空气净化和除菌等。 • 微粒和细菌的检测。微孔膜可作为微粒和细菌的富集器，从而 进行微粒和细菌含量的测定。 • 气体、溶液和水的净化。大气中悬浮的尘埃、纤维、花粉、细 菌、病毒等；溶液和水中存在的微小固体颗粒和微生物，都可 借助微孔膜去除。
（2）典型膜过程－超滤
• 超滤：按分子大小而去除的压力推动膜过程 • 孔径：2 ~ 50nm
• 截留物质：能够截留分子量300~500000的物质。糖、生物分子、 高分子聚合物、胶体物质 • 操作压力： 0.1 ~ 0.5MPa。 • 原理：筛分，小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微孔，而 大于孔径的微粒则被截留 • 膜材料：聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈和醋酸纤维素
• 海水淡化在沙特至少有6套，产水2300-57000 m3/d，苦咸水 淡化13套，3500-53000 m3/d。
海水
液氯灭菌
硫酸铝絮凝
反渗透 二级反渗透
硫酸调pH=6
砂滤 饮用水
活性炭脱氯
（2）在医药、食品工业中用以浓缩药液、果汁、咖啡浸液等。 与常用的冷冻干燥和蒸发脱水浓缩等工艺比较，反渗透 法脱水浓缩成本较低，而且产品的风味和营养不受影响。 （3）印染、食品、造纸等工业中用于处理污水，回收利用废
汽车、家具等制品电泳涂装淋洗水的处理。汽车、家具等制 品的电泳涂装淋洗水中常含有1％-2％的涂料（高分子物质）， 用超滤装置可分离出清水重复用于清洗，同时又使涂料得到浓缩 重新用于电泳涂装。 果汁、酒等饮料的消毒与澄清。应用超滤技术可除去果汁的 果胶和酒中的微生物等杂质，使果汁和酒在净化处理的同时保持 原有的色、香、味，操作方便，成本较低。 在医药和生化工业中处理热敏性物质，分离浓缩生物活性物 质，从生物中提取药物等。