乳状液膜分离技术
乳状液膜技术及其在石油化工中的应用
然 后再 分散 在第 ３ 中而成 。乳 状液 膜 的表 面积 相 约 为 ６ ／ 孔 直径 约 为 ０ １ ． ０ｍ。Ｌ， ． ～Ｏ ５ｍｍ； 膜厚 从
几 个 分 子 到 ０ ０ ． ５ｍｍ， 般 是 １ ｍ。 膜 溶 剂 是 一 ０
成膜 的基 体 成 分 （ ９ 以 上 ） 具 有 一 定 的 黏 占 Ｏ ， 度 ， 持 成膜 所需 的机 械 强 度 ； 面活 性 剂 （ 量 保 表 质
到世界 各 国的 重视 ， 机 理 和应 用 方 面 取得 了相 在
当显著 的成 果 ， 展示 出 了 良好 的应用 前景 。 １ 乳 状液 膜 的组成 乳状 液 膜包 括膜 相 （ 膜 ） 回收 相 （ 液 、 内相 ） 和
反应 的化学 试剂 ， 特定 迁 移 物 质 与 该 试剂 形成 使 不 能逆 向渗 透 的新 产 物 ， 持 内相 中被 分 离 物 质 保 浓度 实 质为 零 ， 而 维持 被 分 离 物 质 在 膜相 两侧 从 的最 大浓 度 差 ， 促 进 迁 移 ， 也 叫 Ｉ 促 进 迁 以 这 型
收 稿 日期 ： ０ ７—１ ２０ Ｏ一２ ； 改 稿 收 到 日期 ： ０ ８ ３—１ 。 ４修 ２ ０ 一Ｏ Ｏ
作 者简介 ： 俊霖（９０ ）在 读博士 ， 要从 事油田化 学荆 苏 １８ 一 ， 主
的 研 究 工 作 。 Ｅ ｍ ａｌ ｓｌｒ ０ ６ １ ３ ｏ 。 — ｉ：ｊｚ ２ ０ ＠ ６ ．ｃ ｒ ｎ
高 ；０世 纪 ８ ２ Ｏ年 代 中后 期 ， ａ ｐ ｒ 等 从 粘 胶 Ｒ ｐ ｅｔ 废 液 中 回收锌 获 得 成 功 ， 而 标 志着 液 膜 分 离技 从 术 进入 了实 际应 用 阶段 。从 此 ， 液膜 分 离技 术 得
２ 乳 状液 膜 的传质 机理
乳状液膜分离技术及其在废水处理中的应用_苏俊霖
第38卷第3期2008年6月 日用化学工业China Surfactant Detergent &Cos metics Vol 138No 13June 2008收稿日期:2007-10-23;修回日期:2008-02-29基金项目:国家自然科学基金资助项目(50774065)作者简介:苏俊霖(1980-),男,四川遂宁人,博士研究生,电话:(028)88117918。
乳状液膜分离技术及其在废水处理中的应用苏俊霖,蒲晓林(西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川 成都 610500)摘要:介绍了乳状液膜的发展、基本概念、分类及其制备方法,对乳状液膜的传质机理和溶胀稳定性进行了分析。
对乳状液膜分离技术在废水处理中的应用进行了具体介绍,并对乳状液膜分离技术的发展进行了分析和展望。
关键词:表面活性剂;乳状液膜;分离;废水处理中图分类号:T Q423;T Q423192 文献标识码:A 文章编号:1001-1803(2008)03-0182-03E mulsi on li qui d me mbrane separati on technology and its appli cati oni n wastewater treat mentS U Jun -lin,PU Xiao -lin(State Key Laborat ory of O il and Gas Reservoir Geol ogy and Exp l oitati on,South west Petr oleu m University,Chengdu 610500,China )Abstract:The basic concep ti on,classificati on,hist orical devel opment and p reparati on method of e mulsi on liquid me mbrane were intr oduced .The s welling stability of the e mulsi on liquid me mbrane as well as the masstransfer mechanis m of e mulsi on liquid me mbrane separati on were discussed .App licati on of e mulsi on liquid me mbrane separati on technol ogy in waste water treat m ent was p resented in detail with its future devel opment p r os pected .Key words:surfactant;e mulsi on liquid me mbrane;separati on;waste water treat m ent 乳状液膜分离技术是膜技术的重要分支之一,它综合了固体膜分离法和溶剂萃取法的特点,具有高效、快速、选择性高和节能的特性。
实验五 液膜分离
一、实验目的 二、实验原理 三、仪器设备及流程 四、实验步骤 五、数据处理 六、问题及讨论
1
一、实验目的
了解乳状液膜分离方法的应用。 熟悉乳状液膜分离方法的原理。 熟悉乳状液膜分离方法的流程。 熟悉用乳状液膜分离方法去除含酚废
水中酚去除率的测定及影响因素。
2
二、实验原理
膜分离实验装置 苯酚＋氢氧化钠 → 苯酚钠＋水
2、取煤油于制乳器中，加入1. 以一定比例将Spam-80溶于煤油中，加入一定量的NaOH溶液，在一定搅拌速度下搅拌一定时间，可制得乳状液（W/O）。 2、取煤油于制乳器中，加入1.
5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、实验步骤
1、配制1000mg/L的含苯酚的水溶液。
2、取煤油于制乳器中，加入1.5ml Span-80,再加入与油相同体积 1%NaOH溶液，以3000转分的速度搅 拌15分钟，待用。
3、在三只250mL锥形瓶中分别取100、 100、140mL含酚水，分别加入20、 10、20mL乳状液，以300转/分转速搅 拌12分钟。
6
实验步骤（续）
4、将上述混合液分别倒入 三只分液漏斗中，待分 层后，将下层清液放入 小烧杯中，乳状液倒掉。
5、分别取上述三清液，用 分光光度计测其中苯酚 浓度。
3
实验原理（续）
在该体系中，外水相中的苯酚通过液膜进 入水相，与内水相中的NaOH发生化学反应 苯酚＋氢氧化钠 → 苯酚钠＋水
生成的酚钠不溶于油相，只能在内水相中， 内水相中的苯酚浓度始终为零，使外水相 中的苯酚不断地通过液膜向内水相扩散。
4
三、仪器设备及流程 4、将上述混合液分别倒入三只分液漏斗中，待分层后，将下层清液放入小烧杯中，乳状液倒掉。
膜分离在乳制品工业中的应用
膜分离在乳制品工业中的应用
膜分离是一种重要的分离技术，在乳制品工业中得到了广泛的应用。
膜分离技术可以将乳液中的蛋白质、脂肪、乳糖等组分分离出来，用于生产高质量的乳制品，如乳清蛋白、干酪、黄油、奶粉等。
膜分离技术的原理是利用不同孔径的膜将混合液分离成不同组分，通过膜的分离作用，可以实现高效、无污染的分离过程。
膜分离技术有多种类型，包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等，不同的技术可以选择不同孔径的膜进行分离。
在乳制品工业中，膜分离技术应用广泛，主要包括以下几个方面： 1. 乳清蛋白的分离：乳清蛋白是一种高价值的乳制品原料，通过超滤膜可以将乳清中的蛋白质分离出来，制成乳清蛋白粉等产品，广泛应用于保健品、营养品、运动营养等领域。
2. 干酪的生产：干酪是一种重要的乳制品，通过不同孔径的膜分离技术可以将乳中的蛋白质和脂肪分离出来，制成干酪等产品。
3. 奶粉的生产：奶粉是一种重要的婴幼儿食品和成人保健品，通过反渗透膜可以将牛奶中的水分去除，制成奶粉。
4. 黄油的制备：黄油是一种重要的食用油脂，通过超滤和纳滤膜可以将乳中的脂肪分离出来，制成黄油等产品。
总之，膜分离技术在乳制品工业中具有重要的应用价值，可以实现高效、低成本、无污染的分离过程，为乳制品行业的发展做出了重要贡献。
- 1 -。
乳状液膜分离技术的研究进展_许培援
第19卷 第2期郑州轻工业学院学报(自然科学版)Vol.19 No.2 2004年5月JOURNAL OF ZHENGZHOU INSTITUTE OF LIGHT INDUSTRY (Natural Science )May 2004 收稿日期:2003-06-16作者简介:许培援(1965—),男,河南省信阳市人,郑州轻工业学院副教授,主要研究方向:材料化工. 文章编号:1004-1478(2004)02-0011-04乳状液膜分离技术的研究进展许培援1, 刘大勇1, 戚俊清1, 王 军1, 任庆雯2(11郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州45000221云南省轻纺工业设计院,云南昆明650041)摘要:对乳状液膜分离的机理、数学模型、典型工艺以及乳状液膜分离技术在废水处理、稀有金属的提取、医学和生物工程等方面的应用作了综述,并指出乳状液膜分离技术在工业化生产中亟待解决的一些问题.关键词:乳状液膜;分离;数学模型;应用中图分类号:TQ 028 文献标识码:AStudy on the technique of liquid emulsion membrane separationX U Pei 2yuan 1, LI U Da 2y ong 1, QI Jun 2qing 1, W ANGJun 1, RE N Qing 2wen 2(11College o f Material and Chem 1Eng 1,Zhengzhou Inst.o f Light Ind.,Zhengzhou 450002,China21Yunnan Light and Testile Ind.Design Inst.,Kunming 650041,China )Abstract :The separational mechanism ,maths m odels and typical process of emulsion membrane and the appli 2cation of emulsion membrane separation process in the aspect of waste water treatment ,rare metal abstraction ,medical science and bioengineering were summarized.And s ome problems of the emulsion membrane separation technique which need to be should during the industrial producing were pointed out.K ey w ords :emulsion membrane ;separation ;maths m odel ;application0 引言 乳状液膜分离是近年来发展起来的新型分离技术.20世纪60年代中期,美籍华人黎念之等[1]用du Nuoy 环法测定含表面活性剂水溶液与油溶液之间的界面张力,观察到了乳状液膜,从而为乳状液膜分离技术的工业应用奠定了基础.70年代初期,卡斯勒尔又成功地研究了含流动载体的乳化液膜,使其应用范围进一步扩大.乳状液膜以其相界面接触面积大、分离速度快、分离效率高、选择性强、工艺流程简单、成本低、适用性强等特点,目前已应用于环保、冶金、化工、医药、生物工程等领域.1 乳状液膜分离的机理乳状液膜的传递机理,可分为膜相反应机理和滴内反应机理.常见的乳状液膜可看成是“水/油/水型”(W 1/O/W 2)或“油/水/油”型(O 1/W/O 2)的双重乳状液高分散体系.其中W 1和O 1分别称为内水相和内油相,W 2和O 2分别称为外水相和外油相,图1为乳状液膜示意图.图1 乳状液膜示意图1.1 膜相反应机理 乳状液膜膜相反应如图2所示,待分离物质M 不溶于膜相,而选择的特定运输载体C 则溶于膜相.物质M 在连续相—膜相的界面与膜相载体C 反 ・12・郑州轻工业学院学报(自然科学版)2004年图2 乳状液膜膜相反应应,生成中间产物MC,MC扩散至膜相另一侧与内包相试剂R反应,生成不溶于液膜的物质MR,并使载体C重新还原释放.流动载体与待分离物质之间的选择性可逆反应,可使物质M在液膜中的有效溶解度提高,从而增大其膜内的浓度梯度和传质速率.1.2 滴内反应机理 乳状液膜滴内反应如图3所示,待分离物质A在膜相中具有一定的溶解度,可由连续相渗透至膜相,并在膜相中形成一定的浓度梯度.物质A在膜相内侧与内包相试剂B发生化学反应生成不溶于膜相的物质C,从而达到由连续相分离A物质的目的.图3 乳状液膜滴内反应2 乳状液膜分离的数学模型20世纪70年代,Cahn和Li[2]建立了用于描述乳状液膜分离机理的平板模型.该模型认为传质阻力主要集中在膜相,且在传质过程中膜的厚度不变,但没有考虑内、外相阻力及界面阻力的影响.实际上,由于内相中的可逆反应,在膜相与内相界面间会产生浓度梯度,引起溶质组分积聚.此外,膜厚不变且忽略内、外径的不同而作为平板处理具有很大的局限性.为此Matulevicious和Li[3]考虑到内、外径的不同,在假设液膜呈刚性球状且乳液滴均匀一致的基础上建立了空心球模型.90年代初,H o与Hatton[4]以内相传质阻力为主建立了渐进前沿模型.以上模型的不足是没有全面考虑外相传质阻力、膜相传质阻力、界面阻力和乳液滴的破损、溶胀及尺寸的不均匀性等.近十几年来,乳状液膜分离模型的研究取得了可喜的进展.20世纪80年代初期司本正明[5]建立了考虑滴外传质阻力的模型.严年喜、Fales等[6,7]在其基础上同时考虑了滴内、外传质阻力的影响,对模型进行了修正.韩伟等[8]引入了乳液渗透溶胀和液膜破损效应,建立了改进的Ⅱ型促进迁移液膜传质渐进前沿模型,该模型用克兰克-尼科尔森隐或差分法求解,模型计算值与实验值吻合较好.Bunge等[9]提出了滴内可逆反应平衡的扩散模型.H aisriv ongs等[10]提出了渐进反应区模型.T eram oto等[11]综合考虑了膜相阻力以及化学反应对传质的影响,建立了多层球壳模型.针对表面活性剂对界面的影响,顾忠茂等[12]建立了界面阻力模型.汤兵等[13]综合考虑了膜外相边界层阻力、膜相阻力、可逆反应、传质速率控制等因素对传质的影响,提出了扩散—反应双控制模型,对内相反应速率较慢的体系吻合较好.上述数学模型都较好地反映了浓度差、溶质浓度、分配系数、反应常数等物化参数对传质通量的影响关系,但由于乳状液膜分离机理复杂,物系性质、操作条件等影响因素千差万别,因此,又都具有一定的针对性和局限性.随着对液膜分离技术研究与应用的不断深入,传质机理、数学模型作为工程放大和优化设计、操作的理论依据,仍是今后研究的热点之一.3 乳状液膜分离的典型工艺乳状液膜分离的典型工艺[14]主要由液膜制备、混合分离、沉降澄清和破乳等过程组成,如图4所示.图4 乳状液膜分离工艺流程3.1 乳化液膜的制备 乳化液膜的制备通常采用搅拌、超声波或其他机械分散等方式,使含有膜溶剂、表面活性剂、流动载体以及膜增强剂的膜相溶液与内相溶液进行混合.为避免沉降(或乳析)、絮凝、转相、Ostwald陈化等不稳定现象的发生,在制备过程中一般应在膜相中加入表面活性剂及添加剂.表面活性剂的加入方式与加料顺序、搅拌方式是影响乳化的重要因素.表面活性剂的加入方式有剂在水中法、剂在油中法、交替加液法等.搅拌方式直接影响乳状液颗粒的尺寸和稳定性,通常对于形成W/O型乳状液,在强烈的持续搅拌下,将水相加入油相,所形成的W/O乳状液颗粒细而稳定. 第2期许培援等:乳状液膜分离技术的研究进展・13・ 3.2 混合分离与沉降澄清 混合分离是使乳状液膜与待分离的料液充分混合接触,形成W/O/W型或O/W/O型多重乳状液分离体系,通常采用将乳状液和料液混合搅拌或以连续流动的方式使乳状液和料液相互接触.对混合分离的要求一方面是两相间充分接触,以利于溶质的迁移,另一方面还必须考虑液膜的稳定性.因此,混合搅拌强度、流体的流量等是影响分离效率的重要因素.沉降澄清则是将富集了迁移物质的乳化液与残液进行分离,该工序的要求是两相迅速分离并减少相互夹带,目前大多采用沉降槽实现分层澄清. 3.3 破乳 在实际破乳过程中存在着乳状液滴尺寸小、破乳分离的速度较慢,可能导致生成第三相(sponge emul2 sion)等不利因素,因此破乳技术是乳状液膜分离技术实现工业化的关键环节.目前常用的破乳方法是化学破乳和物理破乳.化学破乳是使用化学破乳剂或调节乳液的pH值使乳液破乳,该法简便、有效,经济性较好,但需针对特定物系筛选破乳剂,且破乳剂的加入可能会污染所处理的体系,因此化学破乳有一定的局限性.物理破乳常用的方法有重力沉降、离心、加热、静电聚结剂、电破乳1重力沉降和离心破乳是利用两相的密度差进行破乳,由于液滴尺寸较小,聚集速度较慢,因此重力破乳效果较差且设备庞大,离心破乳能量消耗相对较大.加热破乳是将沉降分离的乳状液加热到一定的温度,由于油相的黏度和密度随温度的升高而下降,乳化剂在水相和油相的溶解度增大,从而增加了乳液的破乳、聚结速度.静电聚结剂破乳是利用离子型无机盐电解质或有机试剂和液膜颗粒上的表面电荷破坏乳液的稳定性而促进聚结.目前应用较多的是电破乳[15],该方法是借助于电场使分散相液滴偶合、聚结凝聚,其特点是操作简便、易实现连续化、破乳效果较好等.随着对破乳技术研究的不断深入,由两种以上破乳方法结合起来的联合破乳技术取得了良好的效果.如李思芽等[16]研究的静电场和离心力场联合破乳,毛宗强等[17]利用静电场和离心力场破乳原理自制的新型破乳器破乳,以及高速离心与加热、高速离心与溶剂相结合破乳等.此外,膜破乳法[18]也取得了良好的破乳效果,但其研究还处在初期,有待于进一步深化.4 乳状液膜分离技术的应用4.1 含金属离子废水的处理 乳状液膜分离技术用于处理含金属离子的废水,可使废水中金属离子浓度≤1m ol/L.如液膜法净化含铬废水[19],用胺、煤油、液体石蜡及少量表面活性剂、添加剂和w(NaOH)=3%～5%的溶液在高速搅拌下制成油包水型乳状液,采用多节分离柱的连续逆流操作,静电破乳后的内相浓缩液可回收利用,使电镀厂的含铬废水经一次处理就可达到排放标准(c(铬)≤916m ol/L),净化率≥98%.对含铜废水进行处理[20],废水中Cu2+的浓度可由718m ol/L 降至0139m ol/L以下,去除率≥95%.4.2 稀有金属的提取乳状液膜分离技术在稀有金属的提取中显示了良好的应用前景.对铀的提取[21],采用萃取法的提取率为38%,而采用乳状液膜法可达到99%.乳状液膜法提取金[22],可使低品位的氰化物浸出溶液中的金浓度由5108×10-3m ol/L～10116×10-3m ol/L 富集浓缩到0151m ol/L,萃取余液中金浓度< 115×10-4m ol/L,回收率>98%,同时使溶液氰根离子浓度<717×10-3m ol/L.4.3 含有机物废水的处理[23] 用煤油(含LMS—2)与NaOH溶液制成油包水型乳液,分散于含酚废水中[24,25],废水中的酚溶解于液膜后与NaOH中和成酚钠,由于酚钠不溶于油,故不能返回废水相而被富集,废水得以净化.废水处理后含酚量符合国际排放标准,c(酚)< 518×10-3m ol/L,无二次污染且酚可回收.采用液膜技术处理c(愈创木酚)=10m ol/L的废水,可使废水中酚的残留量降至0103m ol/L～0105m ol/L,去除率>99%,从1t废水中可回收愈创木酚0.5kg～110kg,经处理后愈创木酚的纯度可达93%(质量分数).该法对其他有机污染物也有一定的去除效果.4.4 在医学、生物工程中的应用 近年来成功实现了乳化液膜对氨基酸的分离[26]和对活性酶(如尿毒酶、胰蛋白酶)的包封.将碳氟化合物包封的氧进行血液供氧用于心脏或心血管手术,可克服常规供氧装置易引起的血液和红细胞的损失[27].在仿生学方面,利用乳状液膜反应机理成功制成了人工肺、人工肝、人工肾等.在生物工程领域,利用乳状液膜从发酵液中提取麦白酶素、苯丙氨酸、青霉素、柠檬酸的研究也十分活跃[28—31]. 4.5 液压油破乳除水再生技术 将廉价破乳除水剂加入乳化含水液压油中,经搅拌静置,上层油液分离后得合格再生液压油.其处理成本低廉,设备简单,能源消耗低,劳动强度低,该工艺还可用于废机油、废润滑油等的再生. ・14・郑州轻工业学院学报(自然科学版)2004年 此外,在开发新能源方面,可用乳状液膜分离天然气中的氢气;在发酵工业中,液膜包封酵母菌可避免升温过高而致死,从而使发酵作用能够在适当的温度下长效进行;在农业生产中,用乳状液膜包裹化肥进行喷撒,可以进行缓慢渗透释放,使化肥充分产生肥效;在扩大水源方面,可用乳状液膜分离技术对海水、苦咸水脱盐淡化制取工业用水和生活用水,现已实现工业化.5 存在问题和研究方向 乳状液膜分离技术自20世纪60年代出现以来,虽在理论和实际应用研究上取得了重大进展,但在工业化生产中还存在诸多亟待解决的问题,需要更深入地研究:1)乳状液膜的不稳定性和膜寿命的问题直接影响到分离效果,造成了液膜体系的溶解损失、分离效率降低、引发环境污染等.为此应重点从界面流变学的角度加强乳状液膜研究,从中寻求解决办法,同时开发、研制新的有机油型和无机水型的液膜体系.2)筛选满足工艺要求的表面活性剂、膜溶剂、流动载体和解吸剂等,以拓宽乳状液膜的应用范围和领域,这需要进行大量的重复试验.3)进一步加强满足溶解性、络合性、选择性、水溶性或油溶性等的流动载体的筛选和合成高效、低成本的新型流动载体的研究.4)乳状液膜分离技术应用于工业生产,需进一步加强工艺条件、设备(如制乳器、分离塔、破乳装置等)的开发研究.5)探索液膜法与其他分离技术的有机结合,特别是要深入研究与表面化学、有机合成、化学工程等学科领域的结合.参考文献:[1] Li N N,S omerset N J1Separating hydrocarbons with liquidmembrane[P]1US,3419794.1968-10-311[2] Cahn R P,Li N N1Separation of phene from waste water byliquid membrane technique[J]1Sep Sci,1974,9(6):5051 [3] Matulevicious E S,Li N N1Facilitated transport through liquidmembranes[J]1Sep P purify Methods,1975,4(1):731[4] H o W S,Hatton T A.Batch extraction of amines using emuli2sion liquid memberanes[J]1AICHE J,1982,22(1):441 [5] 司本正明.液体膜にょ 分离技术[J].化学装置,1985,(11):31—421[6] 严年喜,施亚钧.乳状液膜的拟稳定扩散—反应模型[J]1高校化学工程学报,1986,1(1):651[7] Fales J L,S troeve P.E ffect of polymer m orphology on protonand water transport through ionomeric polymers[J]1MemberSci,1984,21(1):351[8] 韩伟,邓修,马新胜,等.改进的II型促进迁移液膜传质渐进前沿模型[J]1化工学报,1997,48(6):67—721[9] Bunge A L,Wang C C.Multis olute extraction of organic acidsby emulsion liquid membranes[J]1Membr Sci,1990,53(1—2):711[10] Haisriv ongs S T,Janakiraman M N,K ong2T eck C,et al.S tructure2based design of novel HI V protease inhibitors:sul2fonam ide2containing42hydroxy2coumarins and42hydroxy222pyrones as potent non2petidic inhibitors[J]1J Med Chem,1996,39(12):2400—24101[11] T aram oto M,Sakuram oto T1Mechanistic m odels of masstrans fer across a liquid membrane[J].Sep Sci T echnol,1986,21(3):2291[12] 顾忠茂,张鹤飞.液体表面活性剂膜的传质模型[J]1化工学报,1986,(1):11[13] 汤兵,王向德,万印华,等.乳状液膜扩散—反应双控制过程传递机理数学模型研究[J].水处理技术,2002,25(3):137—1411[14] 邓修,吴俊生.化工分离工程[M]1北京:科学出版社,200213451[15] 王欣昌,刘瑜.液膜分离技术中的电破乳研究[J]1膜科学与技术,1985,5(2):58—651[16] 李思芽,莫日根,张焕莆,等.离心—脉冲电压对液膜破乳的研究[J]1膜科学与技术,1994,14(3):111 [17] 毛宗强,阎军,李锐,等.新型破乳器的研制[J]1J Mem2brane Sci,1991,(57):1611[18] 孙永,骆广生,蒲煜,等.一种新型膜法破乳技术[J]1现代化工,2000,20(3):161[19] 李思芽,马占芳,褚莹,等.原油电破乳新技术[J]1膜科学与技术,1995,15(2):211[20] 许谨.液膜分离、浓缩铜工艺研究[J]1贵州工业大学学报(自然科学版),1995,24(2):461[21] 李民权.液膜分离技术处理含铀废水[J]1工业化处理,1995,78(2):141[22] 方建章,朱兵,王向德,等.用乳状液膜法从镀金废液中回收金的研究[J]1环境污染与防治,1998,20(3):1—41[23] 张瑞华,徐志伟.乳状液膜提取有机酸的工艺状况[J]1膜科学与技术,2000,20(3):231[24] 秦非.液膜法处理含酚废水的研究[J]1环境化学,1997,16(3):2471[25] Li N N,Edis on,R obert P Cahn,et al.Rem oval of organiccom pounds by liquid membrance[P].US,3617546.1971-11-021[26] 片健,西械中昭.液膜法高度分离技术与开发[J].科学与工业,1989,60(3):3861[27] Jean2Paul Leclercq.Decorative facing for walls,facades,ceil2ing and the like[P].US,3733766.1970-12-071[28] 武凤兰,王温,李龙泉,等.液膜法提取麦白霉素的试验[J]1中国医药工业杂志,1998,29(5):196—1991 [29] 韩伟,邓修,熊丹柳,等.液膜法提取发酵中的苯丙氨酸[J]1华东理工大学学报(自然科学版),1997,23(6):662—6681[30] 沈力人,杨品利.液膜法萃取青霉素的研究[J]1膜科学与技术,1997,17(1):24—281[31] 林立,牟明仁.乳化液膜提取浓缩柠檬酸的研究[J]1微生物学通报,1997,24(4):221—2231。
液膜分离技术
液膜分离技术液膜分离技术是一种高效、快速，并能达到专一分离目的的新分离技术，已在废水处理、温法冶金、石油化工等许多领域内显示出极为宽广的应用前景。
本节主要介绍与水持染控制密切相关的乳状液型液膜。
一、液膜的结构与液膜的形成液膜是一层很薄的液体膜，它可以把两个不同组分的溶液隔开，并且。
通过渗透现象起着迁移分离一种或一类物质的作用。
当被隔开的两种溶液是水相时，液膜应是油型(油泛指与水不相混溶的有机相)；当被隔开的两个溶液是有机相时，液膜应是水型。
水膜和油膜的结构是不相同的，下面着重讨论油膜结构。
乳状液型油膜的结构如图17-15所示，它是一个呈球形的液珠，由有机溶剂、表面活性剂和流动载体三部分组成，构成一个与水互不相溶的混合相。
有机溶剂(或称为膜溶剂，简称为油)是成膜的基体成分(占90%以上)，具有一定的粘度，保持3％，它具有亲水基和疏水基(亲油基)，成膜所需的机械强度；表面活性剂占1~能定向排列于油和水两相界面，用以稳定膜形，固定油水分界面；流动裁体(占l2％)的作用是选择性携带欲分离的溶质或离子进行迁移。
乳状液膜的直径约为~0.5mm；膜厚从几个分子到0.05mm；一般是10μm。
0.1~液膜分离体系的形成是：先将液膜材料与一种作为接受相的试剂水溶液混合，形成含有许多小水淌(内水相)的油包水乳状液，再将此乳状液分散在水溶液连续相中，于是使形成了由外水相、膜相和内水相组成的"水包油包水"液膜分离体系。
外水相的分离对象透入液膜后，由流动裁体将其输送至内水相而得以分离。
二、液膜材料的选择与液膜分离操作依(1) 液膜材料的选择液膜分离技术的关健在于制备合不要求的液膜和构成合适的液膜分离体系，其关键是选择最合适的流动载体、表面活性剂和有机溶剂等液膜材料。
要求流动裁体对需迁移物质的选择性要高和通量要大。
流动裁体按电性可分为带电裁体与中性载体。
一般说来，中性载体的性能比带电载体(离子型载体)好。
乳状液膜分离技术的发展与应用.TextMark
乳状液膜分离技术的发展与应用乳状液膜分离技术是一种新兴的节能型分离手段,它通过两液相间形成的界面液相膜,将2种组成不同但又互相混溶的溶液隔开,经选择性渗透,将物质分离提纯。
由于乳状液膜分离技术综合了固体膜分离法和溶剂萃取法的特点,在膜结构上有所突破,膜厚度薄、比表面积大,因而具有选择性高和通量大的特性,近年来已广泛应用于化工、生化、医药、环保、有色冶金、核技术、食品、轻工、动力、机械等行业。
乳状液膜分离技术于20世纪60年代末被发明,是膜技术的重要分支之一。
70年代初期Cus2sler在液相膜中加入流动载体后,使液膜的分离选择性得到很大的提高。
到了1986年,Marr等与企业合作从粘胶废液中回收锌获得成功,从而标志着液膜分离技术进入了实用阶段。
随着工业技术的发展,乳化液膜分离技术得到了国内外学者的高度重视,已由最初的基础理论研究进入到初级工业应用阶段,其应用研究领域也越来越广泛。
尤其是在21世纪防治污染、保护生态环境是社会和经济可持续发展的重大课题,液膜分离技术在湿法冶金和废水处理等方面将具有更广泛的应用和发展前景。
1乳状液膜的分离过程111乳状液膜的组成乳状液膜是将含有表面活性剂和膜溶剂的油相和水相(内水相)置于容器中,在高速搅拌下制成油包水型乳状液,再将此乳状液分散到另一种水溶液(第3相)中,就得到了水包油再油包水型(W/O/W)乳状液膜。
乳状液膜体系包括膜相(液膜)、回收相(内相)和连续相(外相) 3个部分。
当乳状液分散到第3相时,形成许多直径为0105～0120cm的乳珠。
在乳珠与第3相间有巨大的接触面积,同时每个乳珠内部又包含无数个直径非常小的内水相微滴,分隔水相的有机液膜最薄可以达到1～10μm。
这样具有巨大的接触面积和很薄的液膜,决定了分散体系有很快的传质速度,具有高效快速的优点。
另外,由于内水相的作用,它的分离富集作用不受平衡的影响,打破了萃取过程的平衡,而且把萃取和反萃取合二为一,因此在分离富集那些含量比较低的物质时,更是具有萃取分离所无法比拟的优越性[11]。
流动载体对乳状液膜分离效果的影响
学校代号10524 学号12009426分类号密级硕士学位论文流动载体对乳状液膜分离效果的影响学位申请人姓名朱山东培养单位化学与材料科学学院导师姓名及职称柳畅先教授学科专业分析化学论文提交日期2012.5.20第一章绪论1.1 生物物质分离技术概述1.1.1 沉淀沉淀法的本质是通过改变条件使胶粒发生聚结，降低在溶液中的溶解度，增加固相中的分配率。
其作用是能分离、澄清、浓缩或保存所要的生物物质。
所谓沉淀分离就是通过沉淀固液分相后，除去留在液相或沉积在固相中的非必要成分[1]。
Naczk等[2]研究了被浓缩之后单宁内部蛋白质沉淀能力对各组分分离的影响。
Jebrail 等[3]首次提供了通过沉淀从多相流体中提取蛋白质的微流控方法。
这种方法包括一个自动化拟定的蛋白质在物体表面沉淀，漂洗沉淀除去杂质，为进一步分析在缓冲区再增溶。
该方法是兼容的蛋白质代表了各种不同的物化特性，以及与复杂混合物如胎儿牛血清和细胞裂解。
在所有情况下，采用手工常规的技术，需要更多的时间。
因此这项重要的工作是努力开发一种完全自动化分析蛋白质方法的第一步。
1.1.2 色谱色谱法是需要离析的样品在固定相和移动相间进行多次分配，样品类似于一条狭长的原始色谱带被施加在固定相上面，由于它们在两相中的分布是可逆的并且是由其分布系数所决定，当被移动相洗脱带走而不同程度地受到固定相的阻滞，呈现速度和时间上的差异使各组分得以彼此分离[4,5]。
Ciesla等[6]分析植物的过程中采用了新的多维平面色谱方法-二维薄层色谱法。
这种方法在日常实验室工作中可以到较好地应用。
例如，他们可以应用化学分类学研究(1)筛选经一维分离仅部分分解后植物提取物(2)色谱法检测样品的稳定性(3)解决复杂的样品可能导致柱污染(4)检查高度复杂的样品存在的掺杂物等。
Katsuda等[7]开发了一种联合亲和高效液相色谱法为简单的单核苷酸多态性(SNP)检测所使用的一个单链DNA 联接柱和温度梯度洗脱,利用不同的热稳定性和DNA双链之间的碱基对没有相过程中的温度梯度洗脱。
乳状液膜
实验装置和流程
本实验采用的制乳器(见图1 ),其内径为62.5mm,高 110mm;用玻璃制成,且带有夹套,夹套厚度为10mm。搅 拌浆采用四叶平浆,其直径为50mm。破碎率的测定是在 一带有搅拌浆的玻璃夹套混合器（见图11）内进行的。 此玻璃夹套内径90mm,高160mm，夹套厚10mm,采用六 叶平浆搅拌,其搅拌浆直径为50mm。选择不易与有机溶 剂形成络合物 的钾离子作为示踪离子。其他设备按实 验室情况选取。
操作步骤. 数据处理及思考.
液膜及其分类
膜溶剂
膜相液的基体
起乳化作用，增强液膜 运载溶质穿过液膜的物质
液膜
表面活性剂
载体
液膜是分隔两个液相的第三液相 , 它与被分隔液体的 互溶度极小。膜相液通常由膜溶剂、载体、表面活性
剂所组成。
膜溶剂是膜相液的基体 , 占膜总量的 90% 以上 , 选
择膜溶剂主要考虑膜的稳定性和对溶质的溶解性。当 原料液为水溶液时,用有机溶剂作液膜,当原料液为有机 溶剂时,用水作液膜。 载体是运载溶质穿过液膜的物质,它能与被分离的 溶质发生化学反应,它分为离子型和非离子型。离子型 载体通过离子交换方式与溶质离子结合,在膜中迁移;非 离子型载体与原料液中的金属离子、阴离子形成络合 物以中性盐的形式在液膜中迁移。流动载体使指定的 溶质或离子进行选择性迁移 ,决定分离的选择性和通量。
操作步骤
（1）制乳状液 制乳时,首先开启恒温槽,调节温度于某一指定值,根据 实验要求配制各组分(膜溶剂、表面活性剂、载体)成一定 配比的油膜相,然后将其倒 入制乳器中,在500r/min转速下, 将一定浓度的膜内相试剂以10mL/min的速度滴加,然后以 2500r/min的高速搅拌15min,即制得W / O型乳状液。本实 验以EM-301为表面活性剂，以T B P为载体，配备的乳液 成分为3%的表面活性剂，97%的煤油，油内比1.5:1，内相 含1000mg/L的K+的碱溶液。
乳状液膜分离法脱除废水中的污染物
【数据记录与处理】
1.数据处理方法 1.1 柠檬黄标准曲线 c/mg/l 100 20 10 5 2.5 1.25 0.625
T% 2.2 21.5 45.2 67 81.5 90 94.2
A 1.657577319 0.66756154 0.344861565 0.173925197 0.088842391 0.045757491 0.025949097
【摘要】 乳状液膜分离技术综合了固体膜分离法和溶剂萃取法的特点, 是一种新兴的节能型分离手段。介绍了 乳状液膜的组成和分类, 并对其传质机理和分离过程中的影响因素进行了分析。 【实验目的】 （1）掌握液膜分离技术的机理和操作过程； （2）了解两种不同的液膜传质机理； （3）用液膜分离技术脱除废水中的污染物； （4）用电破乳技术回收浓缩液。 【关键词】 乳状液膜、分离、污染物
1
方面取得了相当显著的成果，展示出了良好的应用前景。[1] 2.实验原理 液膜分离技术(Liquid membrane permeation ,LMP) ,利用这种分离原理分离、纯化， 属于物理分离过程，是一种有效的工业化分离技术。 2.1 乳状液膜的组成 液膜模拟生物膜的结构,通常由膜溶剂、表面活性剂和流动载体组成。它的原理是受生 物膜选择透过性运输功能和固膜技术的启发,将膜分离与溶媒萃取相结合,使选择性渗透、 膜 相萃取和膜内相反萃取 3 个传质环节同时完成。它利用选择透过性原理,以膜两侧的溶质化 学浓度差为传质动力,使料液中待分离溶质在膜内相富集浓缩,分离待分离物质。 一般认为膜两侧相界面上传质分离过程存在简单扩散、化学反应、选择性渗透、萃取和 反萃取及吸附等。液膜的分离效率,关键在于其稳定性和选择性载体的选择。液膜分离涉及 三种液体:通常将合有被分离组分的料液作连续相，称为外相接受被分离组分的液体，称为 内相;成膜的液体处于两者之间，称为膜相。在液膜分离过程中，被分离组分从外相进入膜 相，再转入内相，浓集于内相。如果工艺过程有特殊要求，也可将料液作为内相，接受液作 为外相。这时被分离组分的传递方向，则从内相进入外相。 当乳状液分散到第 3 相时,形成许多直径为 0105~0120cm 的乳珠。在乳珠与第 3 相间有 巨大的接触面积,同时每个乳珠内部又包含无数个直径非常小的内水相微滴 ,分隔水相的有 机液膜最薄可以达到 1~10Lm。 这样具有巨大的接触面积和很薄的液膜,决定了分散体系有很 快的传质速度,具有高效快速的优点。[2] 液膜分离技术是将液膜溶液和反萃取剂在表面活性剂的作用下， 将反萃取剂利用液膜溶 液包裹，制成球形的油包水（W/O）乳状液。其膜很薄（约 10 微米） ，且表面积极大，因此， 它具有极大的处理能力（通量） 。 配制 W/O 乳液选用 HLB315~6 的油溶性表面活性剂,而配制 O/W 乳液则宜选用 HLB8~18 的水溶性表面活性剂,在实际应用中往往是用油溶性和水溶性表面活性剂或离子型和非离子 型表面活性剂复配,使表面活性剂在油水界面形成较高强度的界面膜 ,提高液膜的稳定性。 [3] 溶质透过液膜的迁移过程， 可以根据膜相中是否加入流动载体而分为促进迁移 I 型或促 进迁移 II 型传质。 促进迁移 I 型传质，是利用液膜本身对溶质有一定的溶解度，选择性地传递溶质。促进 迁移 II 型传质，是在液膜中加入一定的流动载体（通常为此溶质的萃取剂） ，选择性地与溶 质在界面处形成络合物， 然后此络合物在浓度梯度的作用下向内相扩散， 至内相界面处被内 相试剂解络（反萃） ，解离出溶质载体，溶质进入内相而载体则扩散至外相界面处再与溶质 络合。这种形式，更大地提高了液膜的选择性及应用范围。 综合上述两种传质机理， 可以看出， 液膜传质过程实际上相当于萃取与反萃取两步过程 同时进行：液膜将料液中的溶质萃入膜相，然后扩散至内相界面处，被内相试剂反萃至内相 （接受相） 。 因此， 萃取过程中的一些操作条件 （如相比等） 在此也同样影响液膜传质速率。 3.影响因素 3.1 乳化过程的影响因素 影响乳化的因素主要有油内比 Roi，即油相和内相的体积比。油内比主要影响液膜的稳 定性和渗透率。油内比小时，制得的乳液粘度差、膜薄、容易破损；油内比增加、稳定性提 高、回收率提高，但是当其较大时，液膜太厚导致传质过程受影响，提取率下降。 乳状液的特点之一就是在油膜中必须使用具有双亲基团的表面活性剂。 表面活性剂能确
乳状液膜法萃取废水中氰化物的特性
乳状液膜法萃取废水中氰化物的特性氰化废水是指含有氰化物的工业废水,主要来源于电镀、选矿、稀贵金属冶炼、农业、医药、煤气化等行业。
氰化物有剧毒,极少量的氰化物就会使人、畜在短时间内中毒死亡。
目前国内外开发的氰化废水处理方法有活性炭吸附法、高铁酸盐氧化法、膜处理法、光催化氧化法、离子交换法、溶剂萃取、电解法等。
上述方法对氰化物的处理具有一定的效果,但在某些方面仍有不足。
如清华大学开发的溶剂萃取法虽然已实现工业规模化应用,但该法只适应于高浓度含氰废水;电解法适合高浓度氰化废水的处理,但电流效率低,废水难以达标排放。
乳状液膜技术是20 世纪60 年代由美籍华人黎念之博士研究开发的,其将固体膜分离与溶液萃取的特点综合起来,形成一种新的膜分离技术。
其优点在于选择性好、比表面积大、能耗低、分离速度快、传质速率高、萃取与反萃取一步进行、膜相能多次重复利用等方面。
由于乳状液膜分离技术的特性,近年来广泛应用于稀土元素分离、环境保护、生物医药、石油化工、金属离子分离等领域。
目前研究液膜法处理氰化废水尚处在实验阶段,程迪等对来自制药厂的氰化废水采用液膜法处理,其萃取率可达99.99%,其回收的氰化钠可用于生产;何鼎胜等对来自焦化厂的氰化废水采用液膜法处理,其萃取率可达 99%。
液膜分离作为一种清洁的分离技术,对氰化废水的处理具有良好的应用前景。
本研究采用 Span-80 作表面活性剂、三正辛胺(TOA)作流动载体、液体石蜡作膜助剂、煤油作膜溶剂、NaOH 溶液为内水相处理氰化废水,并回收氰化物。
研究中考察了表面活性剂用量、流动载体用量、内相液 NaOH 浓度等因素对废水中氰化物萃取率的影响规律,其结果为液膜法处理氰化废水提供了理论与技术基础。
1 实验方法1.1 材料、试剂和仪器本实验所用氰化废水来自某黄金冶炼厂提金废水,水质澄清,无色透明。
表面活性剂为 Span-80,载体为三正辛胺(TOA)、氢氧化钠溶液,膜溶剂为煤油,膜助剂为液体石蜡,提供强酸介质的是浓硫酸。
乳化液膜技术及在废水处理中的应用
乳化液膜技术及在废水处理中的应用引言：废水处理是目前环境保护的重要领域之一，而乳化液膜技术作为一种新兴的废水处理方法，被广泛应用于各个行业。
本文将介绍乳化液膜技术的原理和特点，并探讨其在废水处理中的应用。
一、乳化液膜技术的原理乳化液膜技术是指通过乳化剂和溶剂的作用，形成一层稳定的液膜，将目标物质从溶液中分离出来的一种方法。
其原理是利用乳化剂的表面活性作用，使溶剂形成微小的液滴，然后通过搅拌和剪切作用，使这些液滴均匀分散在溶液中，形成乳化液膜。
二、乳化液膜技术的特点1. 高效：乳化液膜技术可以提高溶质的传质速率和传质效果，大大提高了废水处理的效率。
2. 环保：乳化液膜技术使用的溶剂和乳化剂具有较低的毒性和污染性，对环境影响较小。
3. 灵活性：乳化液膜技术可以根据废水的特性和目标物质的不同，选择不同的乳化剂和溶剂，具有较高的适应性。
4. 经济性：乳化液膜技术相对于传统的废水处理方法来说，设备投资和运行成本较低。
三、乳化液膜技术在废水处理中的应用1. 污染物的回收：乳化液膜技术可以将废水中的有价值的污染物进行回收利用，例如金属离子、有机物等。
2. 水体净化：乳化液膜技术可以去除废水中的悬浮物、胶体物质和油污等，使水体达到国家排放标准。
3. 重金属的去除：乳化液膜技术可以通过选择合适的乳化剂和溶剂，将废水中的重金属离子去除或回收。
4. 染料废水的处理：乳化液膜技术可以有效去除染料废水中的有机染料，提高废水的处理效果。
5. 水油分离：乳化液膜技术可以将废水中的油污与水分离，实现废水的再利用。
结论：乳化液膜技术作为一种新兴的废水处理技术，具有高效、环保、灵活和经济的特点，被广泛应用于各个行业。
随着科技的不断进步，乳化液膜技术在废水处理中的应用前景将更加广阔。
我们期待乳化液膜技术在未来的发展中能够为环境保护事业做出更大的贡献。
18-多重乳状液与液膜分离
外相中加增稠剂和有凝胶作用的物质提高稳定性，制 备初级乳状液时选用高切力机械，在最后制备多重乳 状液时选用低切力机械。
多重乳状液的液滴示意图
多重乳状液的三种类型
多重乳状液的聚结和应用
• 聚结原因：热力学不稳定体系 • 三种聚结途径：以W/O/W型多重乳状液 为例（a）初级乳状液的油包水滴聚结成 大的油包水滴；（b） W/O型初级乳状 液中小水滴聚结成大水滴；（c）初级乳 状液中小水滴通过油膜向外水相扩散， 使初级乳状液中的数目减少。 • 应用：主要用于液膜分离技术，偶用于 包载水溶性药物。
多重乳状液与液膜分离
2011级化学师范散相和分散介质形成的某种 类型的乳状液再分散到以原分散相为介 质的液体中形成的液液分散体系。 • 例如：将O/W型乳状液，再分散到油相 中形成O/W/O型多重乳状液。 • 制备：常用到两种乳化剂：HLB低、亲 油性强的和HLB高、亲水性强的乳化剂。
液膜
• 定义：在多重乳状液中，介于被封闭的 内相液滴和连续外相间的液相。 • 结构与基本组成：厚度约为1～10um，基 本组成为水、油和表面活性剂。 • 表面活性剂、溶剂、流动载体（能与被 分离物形成溶于膜相的配合物，通过膜 相后又能分解。
液膜分离原理： (1)无载体液膜分离 (2)有流动载体的液膜分离
• 多重乳状液为什么易聚结？
• 答：因为多重乳状液为热力学不稳定体 系。
多重乳状液液膜分离的应用 （1）废水处理：多采用无流动载体过程。
（2）生化和医药分离：用液膜分离技术除去人 体肠胃中的过量药物。 支撑液膜 （1）定义：将溶解有流动载体的溶液浸入多孔 固体小孔中形成得到。 （2）优点：不用表面活性剂，溶剂用量少 缺点：液膜较厚，传质速度较慢，液膜稳 定性较差。
思考题
液膜分离技术
4 渐近前沿模型
外相中渗透物穿过液膜进行传质,当遇到内相微粒时, 发生 不可逆反应.内相微粒便由液球的外层向内逐渐被饱和,以 后迁来的物质要通过此饱和层才与新鲜的内相试剂反应.
球 内
外 相
反应前沿
S越大, 选择性越高
17.4.2 伴有内相反应的液膜传质分离(I 型促进迁移)
在接收相发生不可逆反应, 使渗透组分在该相中浓度维持为零, 从而增大浓度梯度
17.4.3 膜内液加活动载体的液膜传质分离(II 型促进迁移)
载体分子首先在膜的一侧同某溶质反应形成络合物,然后络合物 扩散透过膜并在另一侧释放该物质.这样,活动载体增加了该溶质 在膜相中的溶解度
1 逆向迁移
待浓集溶质的迁移方向与供能溶质的迁移方向相反
2 同向迁移
17.5 数学模型
1 简化的渗透速率方程
2 活动载体传质速率方程
3 空心球体. 基于下列假设
无载体
1) 连续相与乳状液充分混合 2) 分离过程为局限于液膜内的传质过程 3) 一个大液滴由许多小液滴组成 4) 乳状液一旦形成便保持其完整性
o/w/o; w/o/w
内相1-10微米，液膜1-10 微米，球直径0.1-2毫米
17.3 液膜分离的一般流程
乳状液制备
乳状液与料 液接触分离
破乳
破乳: 有物理和化学方法. 用电场最节约
17.4 液膜分离的主要机理及其应用
17.4.1 单纯迁移液膜传质分离 混合物各组分在膜相中的溶解度或扩散系数不同,透过 速度不同而分离. 分离因子表示为S
17 液膜分离技术 1968
支撑型液膜， 单滴型， 乳液型液膜
支撑型液膜由固体高分子多孔物质和含萃取剂的 溶液组成
乳状液膜分离技术在中国的应用研究进展
乳状液膜分离技术在中国的应用研究进展杜三旺;刘文凤【摘要】作为一种先进的分离技术，乳状液膜分离技术在环保、农药、染料、冶金等领域得到了广泛的研究报道和实践。
在简述液膜分离技术的基础上，重点综述了乳状液膜分离技术在中国的应用研究进展。
分析认为，乳状液膜使用性能、连续性操作设备、工程放大经验是制约乳状液膜技术大规模应用的三个主要因素。
%As a modern separation technique, emulsion liquid membrane (ELM) separation process has been fundamentally investigated and extensively practiced in many industries, such as pesticides, organic dyes and metallurgy, and so on. In this paper, the liquid membrane separation technique was introduced; application and research of emulsion liquid membrane separation process in China were discussed. It’s pointed out that emulsion liquid membrane properties, continuous operation equipments and operating experiences should be three main factors to constrain large-scale application of the emulsion liquid membrane separation process in China today.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P101-104)【关键词】乳状液膜;分离;应用;中国【作者】杜三旺;刘文凤【作者单位】中化泉州石化有限公司，福建泉州362103;中化泉州石化有限公司，福建泉州 362103【正文语种】中文【中图分类】TE624.4+1液膜作为一项分离技术被广泛研究始于20世纪60年代。
液膜分离
未 来 展 望
液膜分离发展很快，但总体来说，大 都处于实验室研究及工厂中间实验阶段。 乳状液的稳定性、溶胀和破乳问题，电破 乳的机理及改善问题，支撑液膜的溶剂流 失问题等都还未得到有效解决。各类设备 的结构和放大规律的研究还有待进一步深 入。液膜分离是一种新型的分离技术，它 具有广阔的应用前景，更有一些新的应用 领域尚待开发。可以预料，液膜分离技术 将会在湿法冶金、石油化工、医药、环境 等方面发挥积极的作用。
乳 状 液 膜
乳状液膜实际上可以看成一种“水-油水 ” 型 （ W/O/W ） 或 “ 油 - 水 - 油 ” 型 （ O/W/O ）的双重乳状液高分散体系。 将两个互不相溶的液相通过高速搅拌或 超声波处理制成乳状液，然后将其分散 到第三种液相（连续相）中，就形成了 乳状液膜体系。 这类液膜体系包括3个部分，膜相、内 包相和连续相，通常内包相和连续相是 互溶的，膜相则以膜溶剂为基本成分。 为了维持乳状液一定的稳定性及选择性， 往往在膜相中加入表面活性剂和添加剂。 当两种互不相溶的液相通过高速搅拌或 超声波处理制成稳定的乳状液时，乳状 液中的内相微滴的直径一般在1~3μ m。
未 来 展 望
液膜分离除了在湿法冶金、石油化工、 环境保护、气体分离、生物医学等领域 的应用性研究之外，在诸如生物化工、 生物制药等领域中也有展望的前景。在 许多方面的分离研究中，液膜分离是其 中重要组成部分。研究的典型分离对象 包括氨基酸、乙酸和丙酸、柠檬酸、乳 酸、青霉素，等等。值得提及的是，液 膜分离方法为发酵-分离耦合过程提供了 一种可选择的途径，其中膜相组成的选 择及其生物相容性是这一方法可否进入 生物领域的关键之一 。
废 水 液 膜 分 离 除 氨 机 理
内相 NH3 反应剂 H2SO4
乳状液膜分离法脱除废水中的污染物
乳状液膜分离法脱除废水中的污染物杨磊（同济大学化学系上海）摘要：本实验以煤油作膜相，NaOH溶液作内相，制取非流动载体乳状液膜，并用于分离柠檬黄水溶液。
通过控制变量法，保持搅拌条件和乳水比不变，改变油内比，用来探究油内比对于乳状液膜分离过程中制乳、传质和破乳的影响。
本实验还可以对其他因素予以探讨。
关键词：乳状液膜柠檬黄制乳、传质、破乳油内比乳水比Emulsion liquid membrane separation method of removing the pollutants in wastewaterYang Lei（(the Chemical Department of Tongji University Shanghai)Abstract: With kerosene as the membrane phase, NaOH solution for internal phase, making the carrier flow emulsion liquid membrane, and is used to separate citric yellow aqueous solution.This experiment by controlling variable method, the mixing condition and the water ratio unchanged, than change oil, used to explore oil than for emulsion membrane separation process in milk, the effect of mass transfer and demulsification.This experiment can also refer to other factors.Key words:Emulsion Liquid Membrane Tartrazine solution Mass Transfer Oil Naypyidaw Water Than Milk1、引言：液膜分离技术是受细胞流动载体的启发而衍生发展出来的一种分离技术，分为支撑液膜和乳状液膜，其类似于萃取和反萃取过程，常用于低浓度物质的富集。
液膜分离实验
液膜分离实验液膜分离装置主体实图液膜分离加料一、实验的流程液膜分离的工艺流程如图1所示。
图1 乳状液膜分离过程示意图二、实验步骤及方法1 实验步骤本实验为乳状液膜法脱除水溶液中的醋酸，首先需制备液膜。
液膜组成已于实验前配好，分别为以下两种液膜：1) 液膜1#组成：煤油95％；乳化剂司班80，5％。
2) 液膜2#组成：煤油90％；乳化剂司班80，5％；液体石蜡(载体)，5％。
内相用2M的NaOH水溶液。
采用HAc水溶液作为料液进行传质试验，外相HAc的初始浓度在实验时测定。
具体步骤如下：①在制乳搅拌釜中先加入液膜1#70mL，然后在1600r／min的转速下滴加内相NaoH水溶液70mL(约1分钟加完)，在此转速下搅拌15分钟，待成稳定乳状液后停止搅拌，待用。
②在传质釜中加入待处理的料液450mL，在约300r／min的搅拌速度下加入上述乳液80 mL，进行传质实验，在一定时间下取少量料液进行分析，测定外相HAc浓度随时间的变化(取样时间为2、5、8、12、16、20、25分钟)，并作出外相HAc浓度与时间的关系曲线。
待外相中所有HAc均进入内相后，停止搅拌。
放出釜中液体，洗净待用。
③在传质釜中加入450mL料液，在搅拌下(与②同样转速)加入小釜中的乳状液50 ml，重复步骤2。
④比较②，③的实验结果，说明在不同处理比(料液体积/乳液体积)下传质速率的差别，并分析其原因。
⑤用液膜2#膜相，重复上述步骤①～④。
注意，两次传质的乳液量应分别与②、③步的用量相同。
⑥分析比较不同液膜组成的传质速率，并分析其原因。
⑦收集经沉降澄清后的上层乳液，采用砂芯漏斗抽滤破乳，破乳得到的膜相返回至制乳工序，内相NaAc进一步精制回收。
2 分析方法本实验采用酸碱滴定法测定外相中的HAc浓度，以酚酞作为指示剂显示滴定终点。
实验5 乳化型液膜分离法脱除废水中的污染物
实验五乳化型液膜分离法脱除废水中的污染物一、实验目的1)了解两种不同的乳化型液膜（I型和Ⅱ型）传质机理。
2)掌握影响液膜传质速率的影响因素及其影响效果。
3)掌握液膜分离技术的操作过程。
4)用液膜分离技术脱除废水中的污染物——以分离稀醋酸－水溶液为例二、实验原理所谓液膜，即是分隔两液相的第三种液体，液膜分离是将第三种液体展成膜状以分隔另外两相液体，由于液膜的选择性透过，故第一种液体（料液）中的某些成分透过液膜进入第二种液体（接受相），然后将三相各自分开，实现料液中组分的分离。
根据液膜的形状，可分为乳状液膜和支撑型液膜。
乳化液膜是一种双重乳状液体系,它由两个不混溶相形成乳液,然后再分散在第三相(连续相)中而成。
在这一体系中,膜溶液以薄膜形式存在并隔开料液相和反萃相,使萃取与反萃取过程在膜的两侧同时进行并相互偶合。
乳化液膜由于其表面积大(约为60m2l/),厚度薄(约10pm),因而传质速度快,处理量大。
膜体系的分类：1）按液膜的组成不同,可分为油包水型和水包油型。
油包水型,就是内相和外相是水溶液,而膜是油质的;水包油型,就是外相和内相是油质的,而膜是水质的,图2是这两种膜的示意图:图2油膜和水膜示意图a——油膜b——水膜2）按传质机理不同,液膜还可分为有载体输送的液膜和无载体输送的液膜两种。
无载体输送的液膜（促进I型）指把活性剂加到有机溶剂或水中所形成的液膜。
这种液膜是利用溶质或溶剂的渗透浓度差进行物质分离,渗透浓度差越大,分离效果越好。
它可以用来分离物理、化学性质相似的碳氢化合物,从水溶液中分离无机盐以及从废水中去除有机物等。
有载体输送的液膜（促进迁移II型）是由表面活性剂、溶剂和载体组成。
其选择性分离效果主要取决于所加入载体的性能,载体在液膜的两个界面之间来回穿梭传递迁移物质,通过载体和被迁移物质的选择性反应,可以极大地提高被迁移物质在液膜中的有效溶解度,特别是通过不断地给载体输送能量,可以实现从低浓区向高浓区连续地迁移物质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
试验条件:内水相 NaOH 质量分数为 10% ，油内 比为 2∶ 1，乳水比为 1:4，外水相 pH 值为 7。
由试验结果可知，经过 8 次重复套用实验，氰化 物去除率可稳定达 94% 以上，油相损耗率为 1. 2% 以下。回收相为氰化钠溶液，由企业自行回收 利用。
化学破乳法和物理破乳法
三、优缺点
优点：
1、乳状液膜以其相界面接触面积大； 2、分离速度快； 3、分离效率高； 4、选择性强； 6、成本低； 7、适用性强等特点。
缺点：
1.液膜的稳定性不高； 2.乳状液的溶胀； 3.高效连续破乳比较困难。 4.需设置乳化器与破乳器，分离过程相当复 杂
四、应用实例
五、趋势
作为一种新型分离技术，乳化液膜技术的主 要研究方向是 改善表面活性剂以解决溶胀问题； 提高液膜稳定性；
流动载体的研制与选择分离；
设备结构设计及工艺条件的优化；
开发经济实用的破乳技术等。
谢谢
1.乳状液膜膜相反应机理
2.乳状液膜滴内反应机理
二、乳状液膜分离过程
乳状液膜分离的典型工艺主要由液膜制备、混合 分离、沉降澄清和破乳等过程组成
1. 乳状液膜的制备 乳化液膜的制备通常采用搅拌、超声波或其他机械 分散等方式,使含有膜溶剂、表面活性剂、流动载体 以及膜增强剂的膜相溶液与内相溶液进行混合. 2 .混合分离 混合分离是使乳状液膜与待分离的料液充分混合接 触,形成W/O/W型或O/W/O型多重乳状液分离系. 3. 沉降澄清 4. 破乳
新型膜分离技术
乳状液膜分离技术
关于我们：高松 王全龙 孙离技术
应用 实例
优缺 点
一、 乳状液膜分离的机理
常见的乳状液膜可看成是“水/油/水” (W1/O/W2)或“油/水/油”型(O1/W/O2)的 双重乳状液高分散体系。
乳状液膜的传递机理,可分为膜相反应机理和滴内机理