实验四 中空纤维超滤膜分离
中空纤维超滤膜实验报告
一、实验目的1. 了解中空纤维超滤膜的基本结构和工作原理；2. 掌握中空纤维超滤膜的实验操作技术；3. 通过实验测试，分析中空纤维超滤膜的分离性能和抗污染性能；4. 探讨中空纤维超滤膜在废水处理、医药、食品等领域的应用前景。
二、实验原理中空纤维超滤膜是一种具有微孔结构的薄膜，孔径一般在0.01-0.1μm之间。
在一定的压力作用下，溶液中的小分子物质可以通过膜孔，而大分子物质则被截留在膜表面。
中空纤维超滤膜具有分离效率高、操作简便、能耗低等优点。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：自来水、标准溶液（如葡萄糖、盐等）、活性炭、絮凝剂、废水样品等；2. 实验仪器：中空纤维超滤膜组件、高压泵、流量计、紫外-可见分光光度计、电导率仪、滤液收集瓶等。
四、实验方法1. 准备实验装置：将中空纤维超滤膜组件安装在实验装置上，连接高压泵、流量计等仪器；2. 标准溶液测试：分别配制一定浓度的葡萄糖、盐等标准溶液，进行超滤实验，记录滤液浓度和透过率；3. 自来水测试：将自来水通过超滤膜进行实验，记录滤液浓度和透过率；4. 废水测试：取一定量的废水样品，经过絮凝、沉淀等预处理后，通过超滤膜进行实验，记录滤液浓度和透过率；5. 活性炭和絮凝剂测试：将活性炭和絮凝剂加入废水中，进行预处理，然后通过超滤膜进行实验，记录滤液浓度和透过率；6. 抗污染性能测试：在超滤膜运行一段时间后，模拟实际应用场景，对膜进行污染，然后进行清洗和恢复性能实验，记录清洗前后滤液浓度和透过率。
五、实验结果与分析1. 标准溶液测试结果：通过实验，发现中空纤维超滤膜对葡萄糖、盐等标准溶液具有较好的分离效果，透过率较高；2. 自来水测试结果：自来水经过超滤膜处理后，滤液浓度明显降低，表明中空纤维超滤膜对自来水中的悬浮物、胶体等杂质有较好的去除效果；3. 废水测试结果：废水经过预处理和超滤膜处理后，滤液浓度明显降低，表明中空纤维超滤膜在废水处理中具有较好的应用前景；4. 活性炭和絮凝剂测试结果：在预处理中加入活性炭和絮凝剂，可以进一步提高废水处理效果，降低膜污染；5. 抗污染性能测试结果：经过污染和清洗后，膜的性能得到恢复，表明中空纤维超滤膜具有良好的抗污染性能。
超过滤膜分离实验报告
实验二 超过滤膜分离一、实验目的1.了解和熟悉超过滤膜分离的工艺过程；2.了解膜分离技术的特点；二、分离机理根据溶解-扩散模型，膜的选择透过性是由于不同组分在膜中的溶解度和扩散系数不同而造成的。
若假设组分在膜中的扩散服从Fick 定律，则可推出透水速率F W 及溶质通过速率F S 方程。
1、 透水速率'()()w w M w D c V p F A p R T ππδ∆-∆==∆-∆式中22332/;;//;;;/w w w M w w M F g cm s D cm s c g cm V cm m ol p atm atm R T K cm D c V A g cm s at RT πδδ-⋅-⋅--∆-∆-----⋅⋅’透水速率，水在膜中的扩散系数，水在膜中的浓度，；水的偏摩尔体积，膜两侧的压力差，膜两侧的渗透压差，气体常数；温度，；膜的有效厚度，；膜的水渗透系数（=），。
2、溶质透过速率2323()()s s s s s D K cD K c c F B c B c c δδ∆-===∆=-式中2/;s s D cm s K B c ---∆-溶质在膜中的扩散系数，溶质在溶液和膜两相中的分配系数；溶质渗透系数；膜两侧的浓度差。
有了上述方程，下面建立中空纤维在定态时的宏观方程。
料液在管中流动情况如图十三所示。
取假设条件：（1）径向混合均匀；（2）A BX π=A ，渗透压正比于摩尔分数； （3）A B N N ，31A X ，B 组分优先通过； （4）/AM D K δ⋅，1A X K 同或无关；（5）0U L PeB E==∞，忽略轴向混合扩散。
图十三 料液在管中流动示意图由假设看出，其实质是一维问题，只是侧壁有液体流出的情况，因为关心的是管中组分的浓度分布和平均速度分布，只需做出两个质量衡算方程即可求解。
由连续性方程：和总流率方程：可推出13[()]w V l r c c du dxh--=（1）式中，h 为装填系数。
中空纤维超滤膜分离能力测试
实验九 中空纤维超滤膜分离能力测试一. 实验目的1. 掌握超滤膜的分离原理。
2. 了解超滤膜分离能力的评价指标。
3. 了解影响超滤膜分离能力的主要因素。
4. 熟练掌握分光光度计在定量分析中的应用。
二. 实验原理膜分离技术是21世纪绿色和节能的高科技产业技术。
由于其独特的高效性、节能性、无污染、过程简单等特点，因而在石油化工、生物化学制药、医疗卫生、冶金、电子、能源、食品环保领域得到广泛应用。
超滤是指溶剂小分子与分子量在500以上的溶质大分子借助于超滤膜进行的分离过程。
超滤膜是对不同分子量的物质进行选择性透过的膜材料，通常为高分子材料制成的多孔物质，它的分子量范围介于5,000~200,000之间，孔径范围介于0.02 ~ 0.03μm 之间。
超滤膜性能参数为截留相对分子质量。
将一定孔径范围（即截留相对分子质量）的超滤膜置于溶剂小分子和溶质大分子组成的溶液中，例如聚乙二醇的水溶液，以膜两侧的压力差为推动力，水分子可以透过超滤膜的孔转移到膜的另一侧，而聚乙二醇大分子则被截留下来（如图1）。
因此，膜两侧溶液的浓度发生了相对变化，溶质和溶剂得到了一定程度上的分离。
图2是由超滤膜材料卷成的管，制成类似于列管式换热器的中空纤维超滤膜组件。
料液在超滤膜管的外侧流动，超滤液被收集到管内，在超滤膜管外侧得到浓缩液。
超滤膜分离能力评价参数为对某一分子量的溶质的脱除率。
分别测定过滤前原料液中溶质浓度、过滤后滤出液中溶质浓度，按（1式）计算超滤膜对溶质的脱除率Ru 。
Ru 越大表示超滤组件分离效果越好。
010100%C C Ru C -=⨯ （1） C 0——过滤前溶液中大分子溶质的浓度；C 1——为过滤后滤出液中大分子溶质的浓度。
影响膜的分离能力的主要因素可以总结为三个方面：膜的截留相对分子质量（截留分子量）、被分离的溶液的组成及溶质分子量大小、分离过程的操作条件（原料液流量、膜两侧压力差）。
本实验分别以聚砜4000和聚砜6000为中空纤维超滤膜组件，测定其对一定初始浓度的分子量为4000~10000聚乙二醇的水溶液的分离能力，测定流量及压力对聚乙二醇脱除率的影响。
膜性能测试
中空纤维超滤膜性能测试一、 实验目的1.掌握超滤膜组件封装分离的实验操作技术；2.掌握中空纤维膜渗透通量和分离效率的测试方法。
二、实验原理膜的性能包括物理化学性能和分离透过性能。
膜的物理化学性能是指承压性、耐温性、耐酸碱性、抗氧化性、耐生物与化学侵蚀性、机械强度、膜的厚度、含水量、毒性、生物相容性、亲水性和疏水性、孔隙率、电性能、膜的形态结构以及膜的平均孔径等。
膜的分离透过特性主要是指渗透通量和分离效率。
超滤膜分离基本原理是用压力差作为推动力，利用膜孔的渗透和截留性质，使不同的组分实现分离，因此要达到良好的分离目的，要求被分离的组分间相对分子质量至少要相差一个数量级以上。
超滤膜分离的工作效率以渗透通量和分离效率作为衡量指标。
膜通量计算如下式：tS V J ⨯=式中，J 为膜的渗透通量（通常测试纯水通量）（L/m 2h ，0.1 MPa ）；S 为中空纤维膜的有效面积（通常指外表面积，内压法为内表面积）（m 2）； V 为透过液体的体积（L ）；t 为时间（h ）。
组分截留率的定义如下：%100C C 1R 01⨯-= 式中—R 为截留率；C 0为原溶液浓度；C 1为透过液浓度。
将中空纤维膜封成膜组件后，进行中空纤维膜的通量与截留率的测试。
进料液可以从膜的内表面透过膜，也可以通过膜的外表面透过膜，因此测试水通量和截留率的方式分为：内压法和外压法，如图1所示。
另一方面，根据料液在膜组件中流动方式的不同，测试水通量和截留率的方式又可以分为：错流法和死端法。
综上所述，测试中空纤维膜的水通量和截留率的方式可以分为：内压错流法、外压错流法、内压死端法和外压死端法，如图2所示。
本实验中测试中空纤维膜的通量和截留率用的都是内压错流过滤，如图2 (a)所示。
图1内压法和外压法示意图图2 过滤过程示意图 (a) 内压错流过滤; (b) 外压错流过滤; (c) 内压死端过滤; (d) 外压死端过滤对于疏水性高分子膜材料，在测试水通量之前，需将中空纤维膜组件用95%的乙醇水溶液润湿，然后将组件安装在过滤器上进行过滤。
中空纤维超滤膜分离实验的实验结果及误差分析
中空纤维超滤膜分离实验的实验结果及误差分析
中空纤维超滤膜分离实验的实验结果是根据不同的实验条件和参数来确定的，实验结果应与所设定的目标相比较。
误差分析是评估实验结果的准确性和可靠性的过程。
在中空纤维超滤膜分离实验中，常见的实验结果包括膜分离效果、透水通量、截留率等。
例如对某种污水进行处理，可以通过测量入水和出水的污染物浓度来评估膜的分离效果，通过测量单位时间内通过膜的水量来计算透水通量，通过对截留率的计算来了解膜的分离性能。
误差分析是对实验结果的误差来源进行识别和分析的过程。
误差分析常见的方法包括误差源识别、误差类型分类和误差大小评估。
常见的误差来源包括仪器误差、操作误差和环境误差等。
通过合理的实验设计和数据处理方法，可以减小误差的影响，并提高实验结果的准确性。
需要注意的是，具体的实验结果和误差分析需要根据实验所用的中空纤维超滤膜、实验条件和参数来确定，因此无法提供具体的结果和误差分析，请您自行进行实验和数据分析。
中空纤维超滤膜的纺丝及性能测试
中空纤维超滤膜的纺丝及性能测试一、实验目的1.了解相转化法制备中空纤维膜的工艺过程；2.掌握制备中空纤维超滤膜的基本原理及主要工艺参数；3.掌握中空纤维膜主要渗透性能的测试方法。
二、实验原理中空纤维膜的制备方法有：湿法纺丝、干-湿法纺丝、熔融纺丝和干法纺丝。
本实验采用干－湿法纺丝。
在干-湿法纺丝中，中空纤维膜的凝胶化过程，将从纤维内侧和外侧同时发生，纺丝工艺参数对于膜的性能有很大影响。
干－湿纺丝过程见图1。
首先将过滤后的由聚合物、溶剂和成孔剂组成的纺丝液用计量泵输送至插入管式喷丝头，从环行缝隙中挤出，同时将芯液注入喷丝头插入管，经过一段空气浴后，喷出的纤维浸入凝固浴，在凝固浴中环形铸膜液中的溶剂向凝固浴扩散，凝固浴中凝固剂向铸膜液细流扩散，皮层很快形成，随着双扩散的进一步进行细流内部的组成不断变化，当达到临界浓度时，中空纤维膜完全沉析出来，经过进一步的成形，最后将其卷绕在具有往复结构的绕丝机上，得到中空纤维膜。
主要的纺丝参数包括：泵供量、纺丝液温度、聚合物溶液的挤出速率、芯液流速、卷绕速度、空气间隙、及喷丝头规格等。
这些参数与成膜参数如聚合物溶液组成、凝固浴组成和温度等互相影响。
图2给出了三种喷丝头的横断面结构。
喷丝头的形式、规格对中空纤维膜的成形过程和中空纤维膜的结构、性能有很大影响。
图2 喷丝头断面结构示意图（a）插入管式；（b）插入柱式；（ｃ）异形喷丝板膜的性能通常包括物理化学性能和分离透过性能。
膜的物理化学性能主要包括承压性、耐温性、耐酸碱性、抗氧化性、耐生物与化学侵蚀性、机械强度、膜的厚度、含水量、毒性、生物相容性、亲水性和疏水性、孔隙率、电性能、膜的形态结构以及膜的平均孔径等。
膜的分离透过特性主要是指分离效率和渗透通量。
三、实验原料和设备1. 原料：聚砜或聚丙烯腈；聚乙二醇（2万相对分子质量）；二甲基乙酰胺；环氧树脂；三乙基四胺；丙三醇。
2. 计量泵规格为1.2 ml/r，喷丝头规格为插入管式，环形孔外径1.2mm，环形孔内径0.5mm。
中空纤维超滤膜实验报告
中空纤维超滤膜实验报告中空纤维超滤膜实验报告摘要：本实验旨在研究中空纤维超滤膜的过滤性能和应用前景。
通过实验测试，得出了中空纤维超滤膜在水处理领域的潜力，为其进一步应用提供了科学依据。
引言：中空纤维超滤膜是一种新型的膜分离技术，具有高效、节能、环保等优点，在水处理、饮用水净化、废水处理等领域具有广泛应用前景。
本实验通过对中空纤维超滤膜的实验测试，旨在探究其过滤性能以及可行性。
实验方法：1. 实验材料准备：准备中空纤维超滤膜样品、水样、溶液等。
2. 实验装置搭建：将中空纤维超滤膜样品装置于实验装置中，确保流体能够通过膜孔。
3. 实验参数设置：调整实验装置的操作参数，如压力、流速等。
4. 实验过程监测：通过实验仪器对实验过程进行监测，记录数据。
5. 数据处理与分析：对实验数据进行处理与分析，评估中空纤维超滤膜的过滤性能。
实验结果与分析：通过实验测试，我们得出了以下结论：1. 中空纤维超滤膜具有良好的过滤性能，能够有效去除水中的悬浮固体、胶体、微生物等。
2. 中空纤维超滤膜的过滤效率与操作参数有关，适当调整压力和流速可以提高过滤效果。
3. 中空纤维超滤膜的膜通量较高，能够满足大规模水处理需求。
4. 中空纤维超滤膜的耐污染性较好，能够长时间稳定运行。
应用前景：中空纤维超滤膜在水处理领域具有广泛的应用前景：1. 饮用水净化：中空纤维超滤膜能够有效去除水中的有害物质，提供安全健康的饮用水。
2. 工业废水处理：中空纤维超滤膜可以用于工业废水的处理，实现废水的回用和资源化利用。
3. 海水淡化：中空纤维超滤膜可以应用于海水淡化领域，解决淡水资源短缺问题。
4. 医药领域：中空纤维超滤膜可以用于药物的分离纯化和血液透析等医药应用。
总结：通过本实验，我们对中空纤维超滤膜的过滤性能和应用前景有了更深入的了解。
中空纤维超滤膜作为一种新型的膜分离技术，具有广泛的应用潜力。
随着科技的不断进步和应用需求的增加，相信中空纤维超滤膜将在水处理领域发挥越来越重要的作用，为人类提供更清洁、健康的生活环境。
中空纤维超滤膜研究报告
中空纤维超滤膜研究报告一、概述。
中空纤维超滤膜是一种新型的膜分离技术，具有高水通量、高截留率、抗污染性强等优点，在污水处理、制药、食品加工等领域具有广泛的应用前景。
本研究对中空纤维超滤膜进行了深入研究，探讨了其制备方法、性能特点以及应用前景。
二、制备方法。
中空纤维超滤膜的制备方法主要包括摄取法、悬浮聚合法和溶剂交联法等。
本研究采用摄取法制备中空纤维超滤膜，具体步骤如下：1、选择聚合物和溶剂，根据实际应用需求选择合适的聚合物和溶剂，聚合物可以为聚醚酮、聚醚硫醚等，溶剂可以为二甲亚砜、丙酮、N-甲基吡咯烷酮等。
2、配制聚合物/溶剂混合物，将聚合物和溶剂以一定比例混合，用磁力搅拌器充分搅拌，直至混合均匀。
3、制备中空纤维超滤膜，将混合物注入中空纤维毛细管中，待聚合物固化后，用超声波法将空隙充满，并将膜挂在支撑模板上，加热至一定温度固化。
4、后处理，对制备好的中空纤维超滤膜进行后处理，包括清洗、干燥等，使其具有一定的力学强度和稳定性。
三、性能特点。
中空纤维超滤膜具有以下性能特点：1、高水通量：中空纤维超滤膜具有大孔径、多开孔等特点，水通量高，可大幅提高膜分离效率。
2、高截留率：中空纤维超滤膜的孔径可以调节，可以选择合适的孔径，使其具有高截留率。
3、抗污染性强：中空纤维超滤膜表面光滑、清洁，对污染物的附着能力弱，容易清洗维护，具有抗污染性强的优点。
4、应用范围广：中空纤维超滤膜适用于海水淡化、生物发酵、食品加工、医药制造、化工等领域，可广泛应用。
四、应用前景。
目前，中空纤维超滤膜已经在污水处理、淡化海水、食品加工、医药制造等领域得到了广泛应用。
未来，中空纤维超滤膜还有很大的应用潜力，可以用于高浓度废水的处理、生物制品的分离、生物进料的处理等方面。
随着对中空纤维超滤膜性能的深入研究，其应用前景将更加广阔。
中空纤维超滤膜的制备
中空纤维超滤膜的制备一、实验概述超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。
用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。
在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。
超滤膜随着技术的进步，其筛选功能必将得到改进和加强，对人类社会的贡献也将越来越大。
例如聚砜中空纤维超滤膜，聚砜膜由于具有良好的渗透性、耐温性、耐溶剂性及良好的机械性能等优点，得到广泛的应用，小至家用净水器，大到现代工业生产，从普通民用到高新技术领域都有不同规模的应用，甚至于在环境保护方面也有极大的使用潜力，超滤是一种最有发展前途的膜法分离技术二、实验目的1.了解相转化法制备中空纤维膜的工艺过程；2.掌握制备中空纤维超滤膜的基本原理及实验操作技术3.掌握用于中空纤维膜结构调控的方法。
三、超滤膜的原理。
中空纤维膜的制备方法有：湿法、干-湿法、熔融法和干法。
本实验采用干-湿法，过程如下：首先将过滤后的由聚合物、溶剂和成孔剂组成的铸膜液用氮气将釜中料液压出，从环行喷丝头（常用喷丝头的断面结构如图1所示）的缝隙中挤出，同时将芯液注入喷丝头插入管中，经过一段空气浴后，铸膜液浸入凝固浴中发生双扩散：铸膜液中的溶剂向凝固浴扩散以及凝固浴中的凝固剂（非溶剂）向铸膜液中的细流扩散。
膜的内侧和外侧同时发生凝胶化过程，首先形成皮层，随着双扩散的进一步进行，铸膜液内部的组成不断变化，当达到临界浓度时，膜完全固化从凝固浴中沉析出来，将膜中溶剂和成孔剂萃取出，最终得到中空纤维膜。
超滤膜筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔，其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而最小细菌的体积都在0.02微米以上，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来，从而实现了净化过程。
中空纤维实验报告
T8. 中空纤维超滤膜浓缩表面活性剂（分离工程，指导教师：邱运仁）一、实验目的⑴ 查阅文献资料，掌握膜分离的基本原理，了解膜法在废水处理方面的应用。
⑵ 设计用膜法处理含铜废水的实验方案。
⑶ 对膜性能进行评价，确定各膜组件的适宜操作条件。
⑷ 了解膜污染机理及防治方法。
二、实验原理膜分离透过性主要指分离效率、渗透通量，可通过实验室测定。
（1）分离效率对于溶液中蛋白质分子、糖、盐的脱除可用截留率R 表示，（1）式中，c p 、c 0分别表示透过液浓度和原料液浓度。
（2）渗透通量通常用单位时间内通过单位膜面积的透过通量J 表示:（2）式中Δp 表示膜两侧压差，μ表示黏度，R t 表示膜过程阻力。
其中f c m t R R R R ++= (3)R m 、R c 、R f 分别表示膜本身阻力、浓差激化阻力和膜污染阻力。
其中(4)式中J 0表示洁净膜的纯水通量。
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=01c c R p tR p J μ∆=J pR m μ∆=污染膜过滤纯水时的阻力为：(5)所以： (6)根据(3)、(4)和(6)可以求得膜污染阻力R f 。
超滤、纳滤和反渗透均是压力驱动型膜，随着压力增大，膜渗透通量J 逐渐增加，截留率R 有所提高。
但压力越大，膜污染及浓差极化现象越严重，膜渗透通量J 衰减加快。
纳滤膜为有孔膜，介于超滤和反渗透之间，由于压力增大，引起膜材质压密作用，膜清洗难度和操作能耗均加大。
因此，根据膜组件的分离性能，应确定适宜的操作压力；反渗透膜是无孔膜，截留物质大多为盐类，因为通量低、传至系数大，在使用过程中受浓差极化影响较小。
实验装置 见下图8-1图8.1截留分子量：10KDa 膜面积：0.5m 2JpR R cm μ∆=+mc R Jp R -∆=μ适宜流量：20～50 L/h三、实验内容1、模拟含铜废水的配置与浓度的测定采用去离子水或RO水配置不同浓度的氯化铜或硫酸铜溶液，对用单一的铜盐如氯化铜或硫酸铜配置的模拟含铜废水，可采用测定溶液电导率的方法。
中空纤维超滤膜原理
中空纤维超滤膜原理
中空纤维超滤膜是一种常用的分离膜技术，其原理如下：
1. 中空纤维结构：中空纤维超滤膜是由一组细长的纤维组成，纤维中心是一个空心的管道，而纤维外部则是一层过滤膜。
2. 分离机制：中空纤维超滤膜运用了压力差和纤维孔径的大小来实现分离。
当水或其他溶液施加压力通过纤维外部的过滤膜时，较大分子或颗粒无法穿过纤维孔径，而只有较小分子、水和部分溶质可以通过纤维孔径进入纤维内部。
3. 分离效果：由于过滤膜的特殊性质，只有溶质中的较小分子和部分溶剂能通过膜孔，而大分子、悬浮物、细胞和大颗粒等则被滞留在膜的外部。
这样就实现了液体中溶质的分离和纯化。
4. 工作原理：在中空纤维超滤膜工作过程中，液体溶液被施加压力通过膜孔进入纤维内部形成渗透液（filtrate），而分子较
大的组分或颗粒则滞留在膜外形成浓缩液（retentate）。
渗透
液通常是纯净的，可以进一步用于分离、浓缩或除杂。
总之，中空纤维超滤膜的原理是运用压力差和纤维的孔径大小来实现溶质的分离和纯化。
这种技术在水处理、饮料加工、药品制造、废水处理等领域中广泛应用。
中空纤维超滤膜测试方法
中空纤维超滤膜测试方法首先，需要准备以下实验设备和试剂：中空纤维超滤膜、实验室超滤设备、透析袋、天平、滤液采样瓶、移液器、蒸馏水、溶液样品等。
步骤一：准备中空纤维超滤膜1.将中空纤维超滤膜从包装袋中取出，注意避免损坏膜片。
2.用蒸馏水冲洗膜片表面，清除表面可能存在的污染和杂质。
3.将膜片安装到实验室超滤设备中。
步骤二：设置实验条件1.根据实验要求，确定超滤设备的操作参数，例如操作压力、操作温度、搅拌速度等。
2.根据膜的特性，选择适当的操作参数。
例如，如果需要对溶剂进行浓缩处理，通常会选择较高的操作压力和较低的操作温度。
步骤三：样品处理1.准备待测试的溶液样品，可以是模拟溶液或真实样品。
确保样品的浓度和pH值处于合适的范围。
2.根据实验要求，将样品加入到超滤设备中。
3.启动超滤设备，开始超滤过程。
步骤四：采样与分析1.在超滤过程中，定时采样超滤液，可以采用滤液采样瓶或移液器进行采样。
确保采样的时点和采样量符合实验要求。
2.对采样液进行分析，可以使用适当的分析仪器或化学试剂进行分析。
例如，可以使用紫外吸收光谱仪、高效液相色谱仪等进行分析。
步骤五：数据处理与结果分析1.根据实验数据，计算出超滤膜的分离效果。
可以通过计算溶质的截留率、透过率等参数来评估膜的分离性能。
2.对实验结果进行分析，根据需要进行数据处理和统计。
总结：中空纤维超滤膜的测试方法主要包括准备膜片、设置实验条件、样品处理、采样与分析以及数据处理与结果分析。
通过该测试方法，可以评估中空纤维超滤膜的分离效果，为膜的应用和改进提供参考。
注意，在实际操作中应根据实验要求和具体的膜材料特性进行相应的调整和优化。
膜分离实验指导书(..
中空纤维超滤膜分离聚乙二醇实验一．实验目的1. 了解超滤膜分离的基本原理。
2. 熟悉超滤膜分离的工艺流程，3. 掌握中空纤维超滤膜分离的实验方法。
4. 学会用分光光度计法测定水中聚乙二醇的含量。
二．实验原理超滤器的工作原理如下：在一定的压力作用下，当含有高分子和低分子溶质的混合溶液通过被支撑的超滤膜表面时，溶剂（如水）和低分子溶质（如无机盐类）将透过超滤膜，作为透过物被收集起来；高分子溶质（如有机胶体）则被超滤膜截留而作为浓缩液被回收。
筛分理论被广泛用来分析其分离机理。
该理论认为，膜表面具有无数个微孔，这些实际存在的不同孔径的孔眼像筛子一样，截留住分子直径大于孔径的溶质和颗粒，从而达到分离的目的。
应当指出的是，若超滤完全用“筛分”的概念来解释，则会非常含糊。
孔径大小并不是是物料分离的唯一支配因素，在有些情况下，超滤膜材料表面的化学特性起到了重要的截留作用。
如有些膜的孔径既比溶剂分子大，又比溶质分子大，本不应具有截留功能，但令人意外的是，它却仍具有明显的分离效果。
由此可知，比较全面的解释是：在超滤膜分离过程中，膜的孔径大小和膜表面的化学性质等，将分别起着不同的截留作用。
因此，不能简单地分析超滤现象，孔结构是重要因素，但不是唯一因素，另一重要因素是膜表面的化学性质。
三．实验装置及仪器1、装置流程实验装置为天津大学基础化工实验中心制造的中空纤维超滤膜分离装置。
1：压力表；2、3、4、5、8、9：阀门；6：原水流量；7、10：超滤膜；11：反洗水流量12、13、14、15、16、17、18：阀门；19：精滤器；20：过滤泵；21、22：阀门；23：反洗泵膜分离工艺流程图2、主要仪器：722N型可见分光光度计，用于测定聚乙二醇的吸光度。
3、其他仪器和试剂：仪器：分析天平，粗天平，真空干燥箱，容量瓶，干燥器，移液管，吸量管，烧杯，量筒，秒表等。
试剂：蒸馏水；聚乙二醇（分子量10000、12000、20000，分析纯）；次硝酸铋，4BiNO3(OH)2BiO(OH)，分析纯；冰乙酸，CH3COOH，分析纯；碘化钾，KI，分析纯；乙酸钠，CH3COONa·3H2O，分析纯。
中空纤维超滤膜测试方法
中空纤维超滤膜测试方法中空纤维超滤膜（Hollow Fiber Ultrafiltration Membrane）是一种常用于液体分离与净化的膜技术。
它的广泛应用于水处理、饮料工业、生物制药等领域，得益于其高效过滤和净化效果。
中空纤维超滤膜测试方法在保证其质量和性能的基础上，对其应用进行评估和优化，对于生产过程的改进和提升具有重要意义。
下面将介绍一种常用的中空纤维超滤膜测试方法。
首先，测试前需要准备样品和设备。
样品可以是待处理的水或其他液体，设备包括中空纤维超滤膜模块、泵、过滤储槽、收样瓶等。
其次，进行膜的分离性能测试。
将样品通过泵抽取，通过管道连接至中空纤维超滤膜模块，调节压力控制进入超滤膜管道的液体流动速度。
根据需要的处理量和分离效果，可以调节泵的抽取速度和压力控制阀的开关程度。
在膜模块的出水口设置收样瓶，收集通过膜的滤液进行分析。
分析过程中，可以测定滤液中悬浮物、微生物、溶解物质等指标，评估中空纤维超滤膜的过滤效果。
另外，进行膜的通量测试。
通量是指单位时间内通过膜的流体量，是评估中空纤维超滤膜性能的重要指标。
通量测试可以通过两种方法进行。
第一种方法是直接测量法。
在测试过程中，可以记录进入模块的流量和膜外的滤液流量，并计算流量的差值。
通过测量时间和膜的有效面积，可以得到单位时间内通过膜的流体量。
第二种方法是浓缩法。
通过在一定时间内，将待处理液连续地通过膜模块，累积浓缩液体的量。
根据浓缩前后液体的重量差异，以及浓缩时间和膜的有效面积，可以计算出单位时间内通过膜的流体量。
最后，对测试结果进行分析和评估。
根据膜的分离性能和通量测试结果，可以评估中空纤维超滤膜的过滤效果和处理效率。
根据不同的需求，可以对膜材料、工艺参数等方面进行优化，提高中空纤维超滤膜的性能和使用寿命。
总之，中空纤维超滤膜测试方法是评估和优化其性能的重要手段。
通过膜的分离性能和通量测试，可以评估中空纤维超滤膜的过滤效果和处理效率。
这些测试结果为生产过程的改进和提升提供了重要的指导意义，同时也为应用中空纤维超滤膜的领域提供了参考依据。
中空纤维实验报告
一、实验目的1. 了解中空纤维的结构、性能和制备方法；2. 掌握中空纤维膜分离技术的原理和应用；3. 通过实验验证中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中的效果。
二、实验原理中空纤维是一种具有细长管状空腔的纤维，其内外表面具有不同的化学性质，可用于微滤、超滤、透析等膜分离技术。
中空纤维膜分离技术是基于膜分离原理，通过膜的选择性透过性实现物质分离的一种方法。
在本实验中，利用中空纤维膜分离技术对纳米颗粒进行纯化。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 聚砜中空纤维膜（孔径100 kD）- 聚合物纳米颗粒溶液（8%，1200 mL）- 缓冲液- 离心管、移液器、烧杯等2. 实验仪器：- 中空纤维膜组件- 离心机- 酶标仪- 电子天平- 温度计四、实验步骤1. 准备实验材料：将聚砜中空纤维膜浸泡于水中，去除膜表面的杂质；将聚合物纳米颗粒溶液与缓冲液混合均匀。
2. 安装中空纤维膜组件：将中空纤维膜组件按照要求安装好，确保连接处密封良好。
3. 液体过滤：将聚合物纳米颗粒溶液加入中空纤维膜组件的进料端，调节进料流速，观察中空纤维膜分离效果。
4. 检测纯化效果：利用酶标仪检测过滤后的溶液中纳米颗粒的含量，与原溶液进行对比，评估中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中的效果。
5. 数据记录与分析：记录实验过程中各项参数，如进料流速、过滤时间、纳米颗粒含量等，对实验数据进行统计分析。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验发现，中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中具有较好的效果。
在进料流速为0.5 mL/min的情况下，过滤后的溶液中纳米颗粒含量明显降低，达到了纯化的目的。
2. 数据分析：根据实验数据，计算纳米颗粒的纯化效率，并与传统纯化方法进行比较。
结果表明，中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中具有较高的纯化效率，且操作简单、成本低。
六、实验结论1. 中空纤维膜分离技术在纳米颗粒纯化中具有较好的效果，可作为一种高效、便捷的纯化方法。
超滤膜分离实验报告
超滤膜分离实验报告超滤膜分离实验报告引言：超滤膜分离是一种常用的膜分离技术，通过超滤膜的孔径选择性分离溶液中的物质。
本实验旨在通过实际操作，研究超滤膜分离的原理和应用。
实验目的：1. 了解超滤膜分离的原理和机制；2. 掌握超滤膜分离的实验操作方法；3. 研究超滤膜分离在水处理、生物工程等领域的应用。
实验原理：超滤膜分离是利用超滤膜的孔径选择性分离物质。
超滤膜的孔径通常在0.1-0.001微米之间，可以有效分离溶液中的大分子物质、胶体颗粒和悬浮物，同时保留溶液中的小分子物质和溶剂。
超滤膜的分离效果主要取决于膜孔径和操作条件。
实验步骤：1. 实验准备：准备好超滤膜装置、溶液样品和实验仪器；2. 膜预处理：将超滤膜浸泡在去离子水中，去除膜表面的杂质；3. 膜装置组装：按照实验要求，将超滤膜装置组装好，并连接好进出口管道；4. 样品处理：将待分离的溶液样品注入超滤膜装置，调整操作条件；5. 膜分离：打开进出口阀门，开始超滤膜分离过程；6. 收集产物：根据需要，收集分离后的产物。
实验结果与分析：通过实验操作，我们成功地进行了超滤膜分离实验。
在实验过程中，我们发现超滤膜的分离效果与膜孔径、操作压力和溶液浓度等因素密切相关。
当膜孔径较大时，可以分离较大分子物质和胶体颗粒；而当膜孔径较小时，可以分离更小的分子物质和溶质。
此外，适当提高操作压力和溶液浓度，也有助于提高分离效果。
实验应用：超滤膜分离技术在水处理、生物工程和食品加工等领域有着广泛的应用。
在水处理中，超滤膜可以有效去除水中的悬浮物、胶体颗粒和有机物质，提高水质。
在生物工程中，超滤膜可以用于细胞培养、蛋白质纯化等过程中的分离和浓缩。
在食品加工中，超滤膜可以用于乳制品、果汁等的浓缩和分离。
结论：通过本次实验，我们深入了解了超滤膜分离的原理和应用。
超滤膜分离技术在实际生产和研究中具有重要的意义，可以实现对溶液中不同分子物质的有效分离和浓缩。
同时，我们也发现超滤膜分离的效果受到多种因素的影响，需要根据具体情况进行调整和优化。
中空纤维超滤膜分离
中空纤维超滤膜分离实验指导书膜分离技术是近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。
膜分离法是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质与溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。
膜分离法可用于液相和气相。
对于液相分离可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系。
膜分离包括反渗透、超过滤、电渗析、微孔过滤等。
膜分离过程具有无相态变化、设备简单、分离效率高、占地面积小、操作方便、能耗少、适应性强等优点。
目前，在海水淡化、食品加工工业的浓缩分离、工业超纯水制备、工业废水处理等领域的应用越来越多。
超过滤是膜分离技术的一个重要分支，通过实验掌握这项技术具有重要的意义。
（一）实验目的1. 了解和熟悉超过滤膜分离的工艺过程；2. 了解膜分离技术的特点；3. 培养学生的实验操作技能。
（二）超滤膜分离的基本原理通常，以压力差位推动力的液相膜分离方法有反渗透、纳滤、超滤和微滤等方法。
对于超滤而言，一种被广泛用来形象地分析超滤膜分离机理的说法是“筛分”理论。
该理论认为，膜表面具有无数微孔，这些实际存在的不同孔径的孔眼像筛子一样，截留住了分子直径大于孔径的溶质和颗粒，从而达到分离的目的。
最简单的超滤器的工作原理如下：在一定的压力作用下，当含有高分子和低分子溶质的混合溶液通过被支撑的超滤膜表面时，溶剂（如水）和低分子溶质（如无机盐类）将透过超滤膜，作为透过物被搜集起来；高分子溶质（如有机胶体）则被超滤膜截留而作为浓缩液被回收。
应当指出的是，若超滤完全用“筛分”的概念来解释，则会非常含糊。
在有些情况下，似乎孔径大小是物料分离的唯一支配因素；但对有些情况，超滤膜材料表面的化学特性却起到了决定性的截留作用。
如有些膜的孔径既比溶剂分子大，又比溶质分子大，本不应具有截留功能，但令人意外的是，它却仍具有明显的分离效果。
由此可知，比较全面的解释是：在超滤膜分离过程中，膜的孔径大小和膜表面的化学性质等，将分别起着不同的截留作用。
化工专业实验：实验5-中空纤维超滤膜分离
中孔超滤膜分离实验设备说明一、用途膜分离技术是近几十年迅速发展起来的一类新型分离技术。
膜的种类很多，中空纤维超滤膜是其中之一。
中空纤维膜分离广泛应用于双组分或多组分的溶质和溶剂的分离、分级、提纯和富集操作过程。
该过程的特点是：处理对象无相态变化，节能，分离效率高，设备简单，占地面积小，操作方便等。
本装置具有耐蚀性和耐用性，外观漂亮，整体性强，适用于本科生和研究生教学实验，也可作为研究人员进行研究的手段。
二、技术指标双组件结构，外压式流程。
组件技术指标：截留分子量：6000；膜材料：聚砜；流量范围：6~60L/h；操作压力：≤0.2Mpa；适用温度：5~30℃；膜面积：2M2；泵：不锈钢射流式自吸离心泵；膜组件可串、并联操作，流程为不锈钢材料制。
三、膜组件结构及工艺流程2、工艺流程图见图2四、操作方法1.按工艺流程图连接好管路。
2.在槽C1内放入清水。
3.检漏。
打开阀F4使泵充满液体，设备必须有良好的接地。
严禁水泵在无液体情况下运行。
以组件1为例，打开阀F7、F14、F16通电启动水泵。
视各接口有否漏液现象，若有漏，必须解决到不漏为止。
4.检查各液流是否畅通。
在一定流量和压力下运转数分钟，观察浓缩液和超滤液均有液体出现，说明组件正常。
5.系统清洗。
系统处理一定浓度的料液，停车后，用清水清洗系统。
方法是放掉系统存留的料液，接通清洗水系统，开泵运转10~15分钟，清洗污水经F17放入下水道。
停泵，并切断电源。
6.加保护液。
停泵，放净系统的清洗水，从保护液缸加入保护液，保护液的作用是防止纤维膜被细菌“吞食”。
保护液的组成约1%的甲醛水溶液，夏季气温高，停用两天之内可以不加，冬季停用五天之内可以不加，超过上述期限，必须有效的加入保护液。
下次操作前放出保护液，并保存，下次继续使用。
五、故障处理1.泵运转声音异常。
停泵检查电源电压是否正确，或泵内没有充满液体。
2.泵不运转。
检查电源符合要求否，有无线路故障。
3.流量不足。
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超滤膜
浓缩液
超滤液
图 3.2-1 超滤膜分离原理示意图
三 预习与思考 （1）超滤组件长期不用时，为何要加保护液？ （2）实验之前为何要进行系统检漏和清洗？ （3）在启动泵之前为何要灌泵? （4）在实验中，如果操作压力过高会有什么结果?
四 实验装置及流程 （1）实验装置
视 镜
F11
膜
膜
组
组
精 滤 器
（2）实验流程 本实验将聚乙二醇水溶液通过泵从料液储槽经精滤器精滤后，由转子流量计控制流量，
输送到中空纤维超滤膜组件。经超滤膜将料液分为两部分：一是透过液，即透过膜的稀溶液， 经过一视镜汇集到储液桶中，二是浓缩液，回流到料液储槽 2。
本流程有两个膜，可以单独操作，也可以串联或并联操作；高位槽 3 可以向系统加保护 液，阀 9 可以排放保护液。
件
件
1
2
F9
C1-清洗水储槽； C2-溶液储槽； C3-高位罐； C4-储液筒； F1、F2-C2 和 Cl 的排液阀； F3、F4-C2 和 C1 的出口阀； F 7、F8-组件 1 和 2 的入口阀； F9-排液阀； F10-保护液阀；
F1l、F14-组件 1 和 2 出口调节阀； F17-组件并联阀； F15-浓缩液取样阀； F16-浓缩液循环阀； P 一压力表； L 一玻璃转子流量计； Po 一液体输送泵 图 3.2-2 中空纤维超滤膜分离实验工艺流程图
5）开始实验： 关闭阀 1，4，将约 35L 料液加入槽 2，并取出 l00ml 原料液待测。 开阀 3 灌泵，按操作要求打开相应阀门： 单膜操作（以膜 1 为例）：开阀 7，14，16，阀 8，11， 17，9，10，15 关闭： 串联操作：开阀 8，17，14，16，阀 7，11，9，10，15 关闭。 并联操作：开阀 7，8，11，14，16，阀 17，9，10，15 关闭。（不建议采用） 流程确认后，通电，开泵，用出口阀门和泵频调节至流量和出口压力达到操作条件， 稳定运行 30min 后，收集透过液和浓缩液 l00ml，测量。改变条件用同样方法进行实验。 6）停止实验，放尽溶液，用槽 1 中水清洗 20min，方法同前，注意确保阀 3 关闭。 7）加保护液：如果两天以上不用设备，为了防止纤维膜被细菌“吞食”，从保护液槽 3 加入组成约 1％的甲醛水溶液，即开阀 10，7，8，11，14，16，阀 9 关闭，加约 350m1。之 后关闭阀 16，11，14，10，9，8，7 等，封闭系统，避免保护液损失。 8）分析原料液，透过液，浓缩液等的浓度： ●用比色法测量原料液，超滤液和浓缩液的浓度。 ●仪器：722 型分光光度计，使用前认真阅读说明书。 ●开启分光光度计电源，将测定波长置于 510mm 处，预热 20 分钟。 ●绘制标准曲线：准确称取在 60℃下干燥 4 小时的聚乙二醇 1.00g 溶于 1000ml 容量瓶 中，分别吸取聚乙二醇溶液 0.5，1.5，2.5，3.5，4.5ml 稀释于 100ml 容量瓶内配成浓度为 5， 15，25，35，45mg/L 的聚乙二醇标准溶液。再各取 50ml 加入 100ml 容量瓶中，分别加入 Dragendoff 试剂及醋酸缓冲液各 10ml，蒸馏水稀释至刻度，放置 15 分钟，于波长 510mm 下，用 1cm 比色池，在 722 型分光光度计上测定光密度，蒸馏水为空白。以聚乙二醇浓度 为横坐标，光密度为纵坐标作图，绘制出标准曲线。 ●取试样 50ml 置于 100ml 容量瓶内，用标准曲线操作相同的方法测试样光密度值，再 从标准曲线上查取浓度值。 9）清洗分光光度计，放在指定位置。 10）切断设备和仪表电源，并闭水阀。
于 1000ml 容量瓶中，配制成 PH4.8 醋酸缓冲液。 检查所有阀处于关闭状态。 2）放保护液：打开阀 7，8，11，14，16，17，最后打开阀 9，将系统内保护液排尽。 然
后关闭阀 9。 3）检漏：在槽 1 内放入清水，高度至 3／4 处；打开阀 4 灌泵，确定阀 7，8，10，14，
16 处于开的状态，阀 9，15，17 处于关闭状态；通电，启动泵，检查各管路接口是否有漏 液现象，若有漏，停泵修理。直到不漏为止。
4）系统清洗：用槽 1 中的清水清洗 10—15min，采用先并联后串联的方法清洗，即： 先关闭 17，开 7，8，11，14，使双膜处于并联状态，进行清洗，开泵后，调节阀 11，14， 使得可以从视镜中看到有水流出，清洗 10min 后，打开阀 17，关闭 7，11，进行串联清洗， 污水通过槽 2 下的阀 1 排到下水道。清洗完毕，停泵，关闭阀 1。
（3）主要分析仪器 紫外分光光度计，用于测定溶液浓度。 五 实验步骤及方法
（1）实验方法 将预先配置的聚乙二醇水溶液料液在一定压力和温度下，进行不同流量的超滤膜分离实
验。从料液储罐中取原料液 100ml，在稳定操作 30 分钟后，分别从视镜和阀 15 处取 100ml 超滤液和浓缩液。按分析方法测定其浓度。
乙酸 20ml，蒸馏水稀释至刻度。 ②B 液：准确称取 40g 碘化钾置于 100ml 棕色容量瓶中，蒸馏水稀释至刻度。 ③Dragendoff 试剂：量取 A 液、B 液各 5ml 置于 100ml 棕色容量瓶中，加冰乙酸 40ml，
蒸馏水稀释至刻度。有效期为半年。 ④醋酸缓冲液的配制：取 0.2mol/L 醋酸钠溶液 590ml 及 0.2mol/L 冰乙酸溶液 410ml 置
实验四 中空纤维超滤膜分离
一 实验目的 近十年来，膜技术发展迅速，已广泛应用于水处理、电子、食品、环保、化工、冶金、 医药、生物、能源、石油、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益。 目前常用膜分离过程包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、渗析 （D）、电渗析（ED）、气体分离（GS）、渗透汽化（PVAP）、乳化液膜分离（ELM）等。按 膜的结构分类有对称膜、非对称膜和液膜；按膜的材料分类有有机膜和无机膜。 中空纤维超滤膜分离广泛应用于双组分或多组分的溶质和溶剂的分离、分级、提纯与富 集操作过程。该过程的特点是：处理对象无相态变化、节能、分离效率高、设备简单、占地 面积小、操作方便等。 本实验通过对聚乙二醇水溶液进行超滤操作，截留水中的有机大分子来提纯水，达到以 下的实验目的： （1）了解和熟悉超滤膜分离的主要工艺参数。 （2）了解液相膜分离技术的特点。 （3）培养并掌握超滤膜分离的实验操作技能。 二 实验原理 超滤是一种从溶液中分离出大粒子溶质的膜分离过程，其分离机理一般认为是机械筛分 原理，其中超滤具有选择性分离的特点。 超滤过程见图 3.2-1：在压力作用下，料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧 透过超滤膜到达低压侧，从而得到透过液或称为超滤液，而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜 截留成为浓缩液。溶质在被膜截留的过程中有以下几种作用：1）在膜面的机械截留；2）在 膜表面及微孔内吸附；3）膜孔的堵塞。不同的体系各种作用方式的影响也不同。 超滤的特点：1）属于压力驱动型膜分离过程；2）超滤膜的分离范围为相对分子量 （MW）500—100000 的大分子物质和胶体物质，相对应粒子的直径为 0.005~0.1μm； 3） 分离机理一般认为是机械筛分原理；4）超滤膜的形态结构为不对称结构；5）膜组件的形式 为板式、卷式、管式、毛细管式及中空纤维等几种形式；6）过滤的方式一般为错流过滤；7） 操作压力低，一般不考虑渗透压的影响；8）易于工业化，应用范围广。超滤主要用于料液 澄清，溶质的截留浓缩及溶质之间的分离。
L/ m2 h
3）表面活性剂浓缩倍数 N ：
浓缩液中表面活性剂浓 度 N 原料中表面活性剂浓度
六 实验数据处理
（1）实验数据记录 压力（表压）：
实验序号 原料液流量（l/h）
Mpa；温度：
℃ 吸光度
原料液吸光度 浓缩液吸光度 透过液吸光度
（2）数据处理
1）表面活性截留率（ R ）：
R
原料液初始浓度 透过液浓度 原料液初始浓度
100 %
2）透过液通量（ J ）：
J
透过液体积 实验时间 膜面积
（2）操作步骤 1）准备： 料液配置：取分子量为 20000 的聚乙二醇 1.1g 放入 的烧杯中，加入 800ml 水，
溶解，搅拌至全溶。当开始实验时倒入储槽 2，添清水稀释至 35L，并搅拌均匀。 分析用试剂的配置：①A 液：准确称取 1.600g 次硝酸铋，置于 100ml 容量瓶中，加冰