第4章-膜分离技术-李永新-江苏师范大学
江苏师范大学科研奖励办法(苏师大科〔2014〕1号)
江苏师范大学科研奖励办法（苏师大科〔2014〕1号）第一章总则第一条为充分调动广大教职工从事科学研究、技术开发与服务和文学艺术创作实践的积极性，不断提高我校学术研究整体水平，进一步完善以质量和贡献为导向的科研评价体系，根据《教育部关于深化高等学校科技评价改革的意见》（教技〔2013〕3号）和《关于发布〈高等学校科技分类评价指标体系及评价要点〉的函》（教技委〔2014〕4号）的精神，特制定本办法。
第二条科研奖励范围包括科研项目奖励、科研成果奖励、获奖科研成果奖励等。
第三条科研奖励对象是我校在职教职工、离退休人员，以及签有书面协议的校聘兼职人员。
实施奖励时已调离或因其他原因离职人员不予奖励。
第四条科研奖励每年实施一次，所需经费在学校年度预算中单独列支。
第二章奖励范围和标准第一节科研项目立项奖励第五条科研项目立项奖励是对获得省部级及以上科研项目、厅市级重大科研项目的课题组实施的奖励。
国家级科研项目包括社会科学类和自然科学类。
社会科学类是指全国哲学社会科学规划办公室下达的国家社会科学基金各类项目、全国教育科学规划领导小组办公室下达的国家社会科学基金教育学各类项目和全国艺术科学规划领导小组办公室下达的国家社会科学基金艺术学各类项目；自然科学类是指科技部、国家发展和改革委员会、国家自然科学基金委员会等下达的科研项目。
主要包括：国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目、国家高技术研究发展计划（“863”计划）项目、国家科技支撑计划项目、国家政策引导类科技计划及专项项目、国家科技重大专项项目、国家自然科学基金项目等。
部省级科研项目是指由专门的科研管理机构根据既定的科研项目管理办法，定期组织、开放申报、评审严格、管理规范，并以国家部委办局、省（自治区、直辖市）名义下达的科研项目以及其他公认的部省级科研项目。
主要包括：教育部及其他国家相关部委办局下达的科研项目，全国高校古籍整理工作委员会项目，全国教育科学规划课题中的教育部项目，全国艺术科学规划课题中的文化部项目，江苏省社会科学规划办公室、省科技厅下达的科研项目等。
《膜科学与技术》思考题
《膜科学与技术》思考题《膜科学与技术》思考题第⼀章导论1．什么是膜分离过程，⽤图加以解释。
答：膜分离过程以选择透过性膜（固体、液体、⽓体）为分离介质，当膜两侧存在某种推动⼒时，原料侧的组分选则性地透过膜以达到分离和提纯的⽬的。
2．膜分离过程的特点是什么？与传统分离过程相⽐最明显的优势在哪⾥？答：1. 是⼀个⾼效的分离过程。
分离系数⾼达80。
2. 能耗低。
被分离物质不发⽣相变化，分离过程通常在常温下进⾏。
3. 设备简单，占地⾯积⼩，操作⼗分便捷，可靠度⾼。
4 放⼤效应⼩。
设备的规模和处理能⼒可在很⼤程度上变化，⽽效率、设备的单价和运⾏费⽤变化不⼤。
3．膜分离技术主要的分离过程有哪些？这些过程所分离的对象是属于哪种状态的物质？答：反渗透Reverse Osmosis (RO) : 分离离⼦例如：海⽔脱盐、纯⽔制备超滤Ultra filtration (UF) ：分离分⼦例如：果汁的澄清、含油废⽔处理微滤Micro filtration (MF) ：分离粒⼦例如：城市污⽔处理⽓体分离Gas Permeation (GP) ：分离⽓体分⼦例如：富集氧⽓、氢⽓回收4．画出膜组件的⽰意图，标出各物流名称。
5．膜组件有哪⼏种形式？中空纤维膜组件(Hollow Fiber Module螺旋卷式膜组件(Spiral Wound Module)管式膜组件(Tubular Module平板式膜组件(Plate and Frame Module)⽑细管式膜组件(Capillary Module)6．60年代，Souriajan –Lone 研制的是什么膜？60年代,Lobe 和Souriajan 共同研制了具有⾼脱盐率和⾼透⽔量的⾮对称醋酸纤维素(CA)膜,使反渗透过程由实验室转向⼯业应⽤.与此同时,这种⽤相转化技术制备的具有超薄分离⽪层膜的新⼯艺引起了学术和⼯业界的⼴泛重视,在它的推动下,随后迅速掀起了⼀个研究各种分离膜和发展各种膜过程的⾼潮.7．R O、UF、GS分别代表哪些膜过程？RO—表⽰反渗透过程UF—表⽰超滤GS—表⽰⽓体分离过程第⼆章膜材料和膜的制备1．选择膜材料要考虑哪些⽅⾯的因素？答：具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸碱性、耐微⽣物性、耐氧化性。
水污染控制工程_江苏师范大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
水污染控制工程_江苏师范大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.（）在有氧环境中进行好氧呼吸，在缺氧环境中进行厌氧呼吸。
答案:兼性细菌2.对污染底物的降解和转化起主要作用的微生物是答案:细菌3.与好氧生物处理相比，下列选项中哪一项不属于厌氧生物处理的优点答案:启动时间短4.为了提高溶气效率，罐内常设若干隔板或填料，以增大空气与水的接触面积。
答案:正确5.格栅可以充当初次沉淀池的作用。
答案:错误6.沉砂池前可设置粗格栅以截留较粗大的漂浮物。
答案:错误7.格栅栅条间隙的选择以不堵塞水泵和水处理厂站的处理设备为根本原则。
答案:正确8.以下何种措施可以提高沉淀池的分离效果和处理能力答案:对污水进行曝气搅动_在沉淀区增设斜板_回流部分活性污泥9.在去除水中悬浮物的过程中，影响悬浮物上浮或沉淀的影响因素主要有答案:颗粒密度_水流速度_池体表面积10.斜板沉淀池具有何种优点答案:停留时间短_去除效率高_占地面积小11.平流沉砂池有何种缺点答案:流速不易控制_需要洗砂_沉砂中有机物含量高12.对应处理对象依次选择处理方法：悬浮物（）；细菌（）；色素（）；无机盐类（）；答案:13.在加压溶气气浮系统中, 为了提高溶气效率常采取下列措施答案:溶气罐中加设填料_采用水泵-射流器溶气系统14.关于沉淀池，下列说法错误的是答案:斜板（管）式沉淀池是一种高效沉淀池，在污水处理中应用广泛。
15.污水处理方法很多，属于物理方法的是答案:自然沉降法16.下列污水处理方法中属于物理处理法的是答案:气浮法17.污水物理处理重力分离法的主要构筑物有答案:沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池18.城市污水处理厂，斜板(管)沉淀池应设答案:冲洗设施19.沉砂池的主要功能是去除答案:无机颗粒20.颗粒在污泥浓缩池中的沉淀属于答案:压缩沉淀21.颗粒在沉砂池中的沉淀属于答案:自由沉淀22.根据斜板（管）沉淀池原理，若将池深H等分成三层，则答案:不改变流速v和最小沉速u0，池长L缩短2/323.活性污泥法的主要参数包括（）答案:24.以下何种措施可以提高沉淀池的分离效果和处理能力（）答案:25.稳定塘的主要缺点是（）。
环工原理思考题
第四节 辐射传热
本节思考题
(1)分析热辐射对固体、液体和气体的作用特点。 (2)比较黑体和灰体的特性及其辐射能力的差异。 (3) 温度对热辐射和辐射传热的影响。 (4)分析物体辐射能力和吸收能力的关系。
(5)简述气体发射和吸收辐射能的特征，分析温室
效应产生的机理。
第五节 换热器
本节思考题
(1)简述换热器的类型。
(2)什么是间壁式换热器，主要包括哪几种类型？
(3)列管式换热器式最常用的换热器，说明什么是管程、壳程， 并分析当气体和液体换热时，气体宜通入哪一侧？ (4)简述增加传热面积的方法。 (5)试分析提高间壁式换热器传热系数的途径。
第五章第二节 质量传递的基本原理
本节思考题
(1)什么是分子扩散和涡流扩散？ (2)简述费克定律的物理意义和适用条件。
第二节 重力沉降
本节思考题
(1)简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。
(2)层流区颗粒的重力沉降速度主要受哪些因素影响？ (3)影响层流区和湍流区颗粒沉降速度的因素有何不同，原因何在？
(4)流体温度对颗粒沉降的主要影响是什么？
(5)列出你所知道的环境工程领域的重力沉降过程。
第二节 重力沉降
本节思考题
第九章第一节 吸附分离操作的基本概念
本节思考题
(1)简述吸附分离的基本原理。
(2)简要说明吸附根据不同的分类方法可以分为哪 些类型。 (3)吸附在环境工程领域有哪些应用，举例说明。
第二节 吸附剂
本节思考题
(1)常用的吸附剂有哪些？
(2)吸附剂的主要特性是什么？ (3)简述几种吸附剂的制备、结构和应用特性：活 性炭、活性炭纤维、碳分子筛、硅胶、活性氧 化铝和沸石分子筛。
新型分离技术
（4）分离仪器设备迅速发展 超声萃取、加压萃取、微波萃取、超临界萃取
（5）分离富集技术旳自动化、在线化
全自动萃取仪、自动固相萃取仪、自动固相微萃取。
（2）分离目旳（科研、生产）
（3）分离量（多种措施处理量不同）
（4）试验条件（了解和熟练掌握多种分离技术， 明确各措施旳应用范围和优缺陷,满足以上条件 基础上选择便宜措施）
实例1 毛花洋地黄粗总甙旳提取分离
提取
沉淀除杂 减压蒸馏
减压蒸馏 萃取除杂
萃取除杂
减压蒸馏 溶解
一般蒸馏 结晶
重结晶 干燥
续实例1
作量和投资占整个过程旳50—80%。
（3）有机化合物旳性能研究和分析
如： 保健品中褪黑激素旳测定； 运动员体液兴奋剂检测；
（4）诸多药物有立体异构，其药理性质不同
①氯霉素（广普抗菌药） D-(-)有杀菌活性 L-(+)无
OH
O2N
OH
NHR
O
R= C CHCl2
②葡萄糖 D-(+)在动物代谢作用
（2）化学分离法：按被分离组分化学性质差别，经 过合适旳化学过程使其分离。如沉淀分离、溶剂萃取、 色谱分离、选择性溶解；
（3）物理化学分离法：按被分离组分旳物理化学性 质差别进行分离。如电泳、膜分离。
按分离过程旳本质分类
（1）平衡分离过程 利用外加能量或分离剂使混合物体系形成两相界面， 经过两相界面旳平衡关系使均相混合物得以分离。 如液-液萃取（到达平衡时旳分配系数不同）；结 晶（固-液平衡）；蒸馏（液-气平衡）
1.4 分离措施旳分类
力学能：机械能、流体动能、位 能、热能
第4、5章课后习题答案 膜分离技术概论 黄维菊
第四章超滤和纳滤一、选择题1. UF同RO、NF、MF一样，均属于压力驱动型膜分离技术。
超滤主要用于从液相物质中分离大分子化合物（蛋白质，核酸聚合物，淀粉，天然胶，酶等），胶体分散液（粘土，颜料，矿物质，乳液颗粒，微生物），乳液（润滑脂-洗涤剂以及油-水乳液）。
采用先与适合的大分子复合的办法时也可以用超滤来分离低分子量溶质，从而可达到某些含有各种小分子量可溶性溶质和高分子物质（入蛋白质、酶、病毒）等溶液的浓缩、分离、提纯和净化。
其操作静压差一般为（A）被分离组分的直径大约为（B）,这相当于光学显微镜的分辨极限，一般为分子量大于500-1000000的大分子和胶体粒子，这种液体的渗透压很小，可以忽略，总之超滤对去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和各种的有机物有较好的效果，但它几乎不能截留（C）.UF的分离机理为（D）过程，但膜表面的化学性质也是影响超滤分离的重要因素。
A(1)1mpa-10mpa (2)0.01mpa-0.2mpa(3)0.1mpa-1mpa (4)0.2mpa-0.4mpaB(1)0.1nm-1nm (2)10nm-0.05um(3)0.05um-1um (4)0.005um-0.1umC(1)无机离子（2）大分子物质和胶体（3）悬浮液和乳浓液D(1)筛孔分离（2）溶解-扩散机理2. 纳滤膜大多从反渗透膜演化而来，但制作比反渗透膜更精细。
日本学者大谷敏郎对纳滤膜进行了具体的定义：操作压力（A）,截留分子量（B）,NaCL的截留率<=90%的膜可以认为是纳滤膜。
纳滤以压力为推动力，依靠（C）,可实现低分子有机物的脱盐纯化和高价离子脱除。
A(1)1mpa-10mpa (2)0.01mpa-0.2mpa(3)0.1mpa-1mpa (4)<=1.50mpaB(1)200-1000 (2)500-30万（3）>0.05um的颗粒C(1)筛孔分离（2）溶解-扩散机理（3）溶解扩散Donna效应（4）离子交换1.A（3）B（4）C（1）D（1）2、A（4）B（1）C（3）二、填空题1、超滤是介于______之间的一种膜过程，膜孔径范围为________。
常州大学《现代分离技术》2022-2023学年第二学期期末试卷
常州大学《现代分离技术》2022-2023学年第二学期期末试卷《现代分离技术》考试内容：《现代分离技术》；考试时间：120分钟；满分：100分；姓名：——；班级：——；学号：——一、填空题（每题2分，共20分）1. 色谱法是一种基于混合物中各组分在流动相和固定相之间_________差异而实现分离的技术。
2. 膜分离技术利用膜的选择透过性，根据孔径大小可分为微滤、_________、纳滤和反渗透等。
3. 超临界流体萃取技术利用超临界流体（如CO₂）在临界点附近_________和_________发生显著变化的特性进行高效萃取。
4. 离子交换树脂通过其表面上的_________或_________基团与溶液中的离子进行交换，从而实现物质的分离和纯化。
5. 凝胶色谱（GPC）是利用多孔性凝胶作为固定相，根据溶质分子_________的差异进行分离的方法，主要用于测定高聚物的分子量及其分布。
6. 在电泳分离中，带电粒子在电场作用下向与其所带电荷_________的电极移动，从而实现分离。
7. 泡沫分离法是利用_________的差异，在液体中引入气体形成泡沫，使目标物质在泡沫层中_________，从而实现分离。
8. 蒸馏是一种基于混合物中各组分_________不同而实现分离的技术，常用的蒸馏方式包括简单蒸馏、精馏等。
9. 吸附分离技术利用固体吸附剂对气体或液体中某一或某些组分具有_________的特性，从而将其从混合物中分离出来。
10. 萃取分离技术基于溶质在两种_________溶剂中_________的差异，通过向混合物中加入一种溶剂（萃取剂），使溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，从而实现分离。
二、选择题（每题3分，共30分）1. 下列哪种技术是利用物质在溶液中溶解度随温度变化而显著差异进行分离的？A. 蒸馏B. 结晶C. 吸附D. 离子交换2. 色谱法中，用于描述组分在固定相和流动相间分配能力的参数是：A. 分配系数B. 沸点C. 熔点D. 折射率3. 在超临界流体萃取中，最常用的超临界流体是：A. 水B. 氮气C. 二氧化碳D. 甲醇4. 下列哪种膜分离技术不能有效去除水中的溶解盐类？A. 微滤B. 超滤C. 纳滤D. 反渗透5. 离子交换树脂的再生过程中，若树脂为阳离子型，则常用的再生剂是：A. 氢氧化钠B. 氯化钠C. 盐酸D. 硫酸6. 凝胶色谱（GPC）主要用于测定高聚物的哪种性质？A. 分子量分布B. 溶解度C. 熔点D. 密度7. 下列哪种电泳技术是基于分子在电场中迁移速率与其分子量大小成反比的原理？A. 琼脂糖凝胶电泳B. 聚丙烯酰胺凝胶电泳C. SDS-PAGE（十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳）D. 等电聚焦电泳8. 泡沫分离法主要应用于哪种类型的物质分离？A. 重金属离子B. 生物大分子C. 表面活性物质D. 无机盐类9. 在选择色谱柱填料时，若需要分离非极性化合物，应选用哪种类型的填料？A. 极性填料B. 非极性填料C. 离子交换填料D. 手性填料10. 下列哪种分离技术通常不涉及相变过程？A. 蒸馏B. 结晶C. 吸附D. 膜分离（非热驱动的，如超滤、微滤）三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述色谱分离的基本原理及其分类。
第三章膜分离技术
❖ 1861年Thomas Graham首次利用来源于动物的半透膜分离 出多糖、蛋白质溶液中的无机盐。
❖ 作用机理：用高分子溶质不能透过的亲水膜将含有高分子 溶质和其他小分子溶质的溶液与纯水（或缓冲溶液）分开 ，在浓度差的作用下，高分子溶液中的小分子溶质（如无 机盐）透向水侧，水则向高分子溶液一侧透过。
❖ 截留相对分子质量指膜所能截留的截留率大于90%的 溶质的相对分子质量。
根据截留相对分子质量的大小可以估计膜的平均孔径。
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南京农业大学 生命科学学院
第一节 膜分离基本技术
❖ 分离膜的性能参数 ❖ 截留率是指对于一定相对分子质量的物质，膜能截留
的程度，其定义式为：
R ——截留率，%
膜分离技术主要包括透析、超滤、微滤、电渗析、反 渗透等。各种膜分离过程的类型及特征如下表所示：
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第一节 膜分离基本技术
❖ 膜分离过程的推动力是静压差、浓度差或者电位差， 有的分离过程可能是几种推动力都兼而有之。
❖ 膜在分离过程中有三种功能：
物质的识别与透过，这是使混合物各组分之间实现分 离的内在因素
❖ 各种分离膜按所使用的材质不同可分为无机材料膜和 有机材料膜。
无机材料膜有陶瓷膜和不锈钢膜， 有机膜多为合成高分子材料膜，主要有纤维素类、聚
矾类、聚烯烃类、聚酞胺类和芳香杂环类等。
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第一节 膜分离基本技术
❖ 分离膜 ❖ 分离膜的性能参数主要有：孔道特征、渗透通量、截
界面作用，以膜为界面将透过液和保留液分为互不混 合的两相
膜分离技术复习思考题和答案解析
分离科学与技术复习思考题和答案
③选择适当的操作压力和料液黏度，避免增加沉淀层的厚度与密度；④采用具有抗污染性的修饰膜； ⑤定期对膜进行清洗和反冲。 控制方法： 1）进料液的预处理：预过滤，pH，溶液中盐浓度，溶液浓度，离子强度的处理。 2）选择合适的膜材料（膜孔径或截留分子量的选择，膜结构的选择）以减轻膜的吸附。 3）改 善操作条件：加大流速，温度，压力与料液流速，溶液与膜接触时间的改善。 清洗方法： 1）物理清洗：等压清洗、反洗、气水双洗、海棉球擦洗。 2）化学清洗：碱、酸、 酶、络合剂、表面活性剂。 3）电清洗。 4）其它方法-电场过滤、脉冲电解清洗、电渗透清洗等。
一种低能耗，低成本的分离技术 2）分离过程一般在常温下进行，因而对那些需避免高温分离，分 级，广，对无机 物、有机物及生物制品等均可适用； （4）分离装置简单，操作容易，制造方便。
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期末考试复习备考
问题反馈：huashengxueyuanbgs@
分离科学与技术复习思考题和答案
写在前面的话
本试题的复习思考题与分离科学与技术上课用的课件相同步，为我 认真的看了老师的课件和阅读了相关文献和结合自己的观点后，认真 的总结完成了思考题的答案编写，试题仅供复习期末考试用，答案要 点均详细，需认真总结回答要点，在考试中，写出要点和适当作扩展 即为正确答案，如你在阅读过程中，有任何疑问或者更好的答案，请 发送邮件给我，我们再相互讨论，祝你们取得好成绩！
R
c1 c2 100% c1 yA x / A 1 y A 1 xA
混合物
分离因子
(或分离系数β）
6、什么是膜污染？如何减轻膜的污染？ 【参考答案】 由于在膜表面上形成了覆盖层或膜孔堵塞等外部因素而引起膜的通量和分离效果
第3章 场分离-制药分离工程-0317-李永新-江苏师范大学
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(2).毛细管凝胶电泳
将聚丙烯酰胺等在毛细管柱内交联生成凝胶。 其具有多孔性，类似分子筛的作用，试样分子按大小分 离。能够有效减小组分扩散，所得峰型尖锐，分离效率高。 蛋白质、DNA等的电荷/质量比与分子大小无关，区带电 泳模式很难分离，采用毛细管凝胶电泳能获得良好分离， DAN排序的重要手段。 特点：抗对流性好，散热性好，分离度极高。 无胶筛分技术：采用低粘度的线性聚合物溶液代替高粘 度交联聚丙烯酰胺。柱便宜、易制备。
机理：
A 降低溶剂介电常数 B 破坏水化膜
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1、常用的有机溶剂沉析剂
选择依据： 水溶性要好 介电常数要小 致变性作用要小 毒性要小、挥发性适中
常用：乙醇、甲醇和丙酮
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2、有机溶剂沉淀法的影响因素 1）温度 必须在低温下进行
2）pH值： pH多控制在待沉蛋白质的等电点附近。
3）样品浓度：一般初浓度为0.5～2％
在高电场的作用下，带正电荷的溶液表面及扩散层向阴 极移动，由于这些阳离子实际上是溶剂化的，故将引起柱中
的溶液整体向负极移动，速度ν电渗流。
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电渗流的方向取决于毛细管内表面电荷的性质： 内表面带负电荷，溶液带正电荷，电渗流流向阴极； 内表面带正电荷，溶液带负电荷，电渗流流向阳极； 石英毛细管；带负电荷，电渗流流向阴极； 改变电渗流方向的方法： （1）毛细管改性 表面键合阳离子基团； （2）加电渗流反转剂 内充液中加入大量的阳离子表面活性剂，将使石英毛细 管壁带正电荷，溶液表面带负电荷，电渗流流向阳极。
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毛细管结构
毛细管是CE分离的心 脏。理想的毛细管必须是电 绝缘、紫外/可见光透明且富 有弹性的，目前可以使用的 有玻璃、熔融石英或聚四氟 乙烯塑料等。毛细管内径一 般为10～100μm，其截面结 构图标意图如图17.23所示。
《现代分离技术》课程教学大纲
《现代分离技术》课程教学大纲制定人：刘锡建教学团队审核人：陆杰开课学院审核人：饶品华课程代码：040384适用级别（本科/专科）：本科总学时：32学分：2讲课学时：32上机学时：0实验学时：0考核方式：考查成绩评定比例：平时（含期中）40%+期末60%先修课程：物理化学、分析化学、化工原理适用专业：化学工程与工艺教材：丁明玉，《现代分离方法与技术》（第二版），化学工业出版社,2021主要参考书：1、陈欢林，《新型分离技术》，化学工业出版社，20212、刘茉娥，《膜分离技术》，化学工业出版社，20003、尹芳华，钟z，《现代分离技术》，化学工业出版社，2021一、本课程在课程体系中的定位培养学生的解决化工过程中的分离问题能力。
二、教学目标1.培养学生了解化工分离方面的新技术和新发展。
2.培养学生掌握化学分离原理和技术方法。
3.培养学生利用现代分离技术解决化工过程中分离问题的能力。
三、教学效果通过本课程的学习，学生可具备：1.了解化学分离领域的新技术和发展。
2.掌握化学分离原理。
3.掌握化学分离的技术方法。
4.从经济和技术两个方面考虑选择合适的分离方法。
5.利用现代分离技术解决化工过程中分离问题的能力。
四、教学内容与教学效果对照表教学效果教学内容效果1√√效果2√效果3效果4效果5绪论分子间的相互作用与溶剂特性萃取分离法色谱分离原理制备色谱技术膜分离吸附与离子交换√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ v、教学内容和基本要求第一章绪论教学内容：分离科学及其研究内容、分离科学的重要性、分离过程的本质、分离方法的分类、分离方法的评价以及分离技术的前景教学要求：1.了解现代分离技术的发展、性质、地位和作用；2、了解分离方法分类以及研究内容；3、掌握分离方法的评价；4.了解分离技术的发展方向。
重点和难点：【本章重点】分离方法的评价、分离技术的发展方向。
第二章分子间相互作用与溶剂特性教学内容：分子间的相互作用、物质的溶解与溶剂极性、疏水相互作用教学要求：1.掌握分子间的几种相互作用；2、理解并掌握物质的溶解与溶剂极性；3.了解疏水相互作用；重点和难点：【本章重点】分子间的几种相互作用力、物质的溶解与溶剂极性等之间的关系。
生物分离工程(孙彦)1-4章部分答案
加入原点对Q2-t 做线性回归，比不包括原点时回归数据的相关度增加了。
第二章 细胞分离与破碎
方法三： 二次回归：
利用二次回归所得拟合方程最为精确，也为恒压过滤中介质比阻可以忽略提供依据
第二章 细胞分离与破碎
2.3
第二章 细胞分离与破碎 – 第二次作业
第二章 细胞分离与破碎
2.4 (式2.44a)
得
log 0.26 K S 9.0 （2） 由（1 ）和（2）解得：K S 1.107, 9.378 所以Cohn方程为： log S 9.378 1.107 I
第三章 初级分离
当C3＝3.5 mol时， I 3＝1/ 2 （2 3.5 1 ＋3.5 2 ）
第三章 初级分离
3.4
（式3.13-式3.15）
第三章 初级分离
( 2)沉淀颗粒直径达到 100 m时，假设生长过程中 粒子总体积不变 , 则：＝d 3CN / （式 6 3.19） 3.14 1.125 10 2.84 10 4 P 750 Kg /( m * s ) V P 4 P 1/ 2 [ v ] 759.55,由式C C 0 exp( [ v ]1 / 2 t ) V V 求得：t＝2002.24S 又v 1.3 10 3 Kg /( m * s ),
d (Vc) Qc(1 RT ) dt
① ②
dV Qdt
得：
V0 RT c ( ) c0 V 代入数据得：
5 1000 0.99 ( ) 1 V
V 196.78(m L)
由②积分得：
dV Qdt dV 0.5 dt
V0 0 V t
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膜技术手册(上、下册)(第二版)
膜技术手册（上、下册）（第二版）加入书架登录•膜技术手册（上册）（第二版）•书名页•内容简介•《膜技术手册》（第二版）编委会•本版编写人员名单•第一版编写人员名单•前言•第1章导言•1.1 膜和膜分离过程的特征•1.2 膜和膜过程的发展历史•1.3 膜•1.4 膜分离过程•1.5 应用总览•1.6 现状与展望•参考文献•第2章有机高分子膜•2.1 高分子分离膜材料•2.2 有机高分子分离膜的制备•2.3 有机高分子分离膜的表征•符号表•参考文献•第3章无机膜•3.1 引言•3.2 无机膜的结构与性能表征•3.3 无机膜的制备•3.4 无机膜组件及成套化装置•3.5 无机膜在分离和净化中的应用•3.6 无机膜反应器•符号表•参考文献•第4章有机-无机复合膜•4.1 有机-无机复合膜简介•4.2 有机-无机复合膜材料•4.3 有机-无机复合膜的制备•4.4 有机-无机复合膜界面结构调控与传质机理•4.5 有机-无机复合膜的应用•4.6 展望•符号表•参考文献•第5章膜分离中的传递过程•5.1 引言•5.2 膜内传递过程•5.3 膜外传递过程•5.4 计算机模拟在膜分离传递过程中的应用•符号表•参考文献•第6章膜过程的极化现象和膜污染•6.1 概述［1］•6.2 浓差极化•6.3 温差极化•6.4 膜污染•符号表•参考文献•第7章膜器件•7.1 膜器件分类•7.2 板框式•7.3 圆管式•7.4 螺旋卷式•7.5 中空纤维式•7.6 电渗析器•7.7 实验室用膜设备•7.8 膜器件设计中应考虑的主要因素•7.9 膜器件的特性比较与发展趋势•7.10 膜器件的规格性能和应用•符号表•参考文献•第8章反渗透、正渗透和纳滤•8.1 概述•8.2 分离机理•8.3 膜及其制备•8.4 膜结构与性能表征•8.5 膜组器件技术［8，43］•8.6 工艺过程设计•8.7 系统与运行•8.8 典型应用案例•8.9 过程经济性•8.10 展望•符号表•参考文献•第9章超滤和微滤•9.1 超滤概述•9.2 超滤膜•9.3 超滤膜组件与超滤工艺•9.4 超滤工程设计•9.5 超滤装置的操作参数•9.6 超滤系统的运行管理•9.7 超滤技术的应用•9.8 微滤•9.9 微孔膜过滤的分离机理•9.10 微孔滤膜的制备•9.11 微孔滤膜的结构和理化性能测定•9.12 微孔膜过滤器•9.13 微孔膜过滤技术的应用•符号表•参考文献•膜技术手册（下册）（第二版）•书名页•内容简介•第10章渗析•10.1 概述•10.2 渗析膜•10.3 渗析原理和过程•10.4 渗析膜组件设计•10.5 渗析的应用•符号表•参考文献•第11章离子交换膜过程•11.1 概述•11.2 基础理论•11.3 离子交换膜制备•11.4 离子交换膜装置及工艺设计•11.5 离子交换膜应用•11.6 离子交换膜过程发展动向•符号表•参考文献•第12章气体膜分离过程•12.1 引言•12.2 气体分离膜材料及分离原理•12.3 气体分离膜制造方法•12.4 相转化成膜机理•12.5 气体分离膜结构及性能表征•12.6 膜分离器•12.7 分离器的模型化及过程设计•12.8 应用•符号表•参考文献•第13章气固分离膜•13.1 概述•13.2 气固分离膜材料与制备方法•13.3 气固分离原理•13.4 气固分离膜的性能评价•13.5 气固分离膜装备•13.6 典型应用案例•符号表•参考文献•第14章渗透汽化•14.1 概述•14.2 基本理论•14.3 渗透汽化膜•14.4 渗透汽化膜器•14.5 过程设计•14.6 应用•14.7 回顾与展望•符号表•参考文献•第15章液膜•15.1 引言•15.2 概述•15.3 乳化液膜•15.4 支撑液膜•15.5 Pickering液膜•15.6 液膜应用•15.7 液膜新进展•符号表•参考文献•第16章膜反应器•16.1 概述•16.2 面向生物反应过程的膜生物反应器•16.3 面向催化反应过程的多孔膜反应器•16.4 面向气相催化反应过程的致密膜反应器•符号表•参考文献•第17章膜接触器•17.1 膜接触器概述•17.2 膜萃取•17.3 膜吸收•17.4 膜蒸馏•17.5 膜脱气•17.6 膜乳化•17.7 膜结晶•符号表•参考文献•第18章控制释放与微胶囊膜和智能膜•18.1 控制释放概述•18.2 微胶囊膜•18.3 智能膜•参考文献•第19章典型集成膜过程•19.1 基于多膜集成的制浆造纸尾水回用技术•19.2 基于膜集成技术的抗生素生产新工艺•19.3 双膜法氯碱生产新工艺•19.4 基于膜技术的中药现代化•19.5 基于反应-膜分离耦合技术的化工工艺•19.6 结束语•参考文献•缩略语表•索引是否关闭自动购买？关闭后需要看完本书未购买的章节手动确认购买。
UiO-66的制备、功能化及膜分离研究进展
2018年第37卷第9期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3471·化 工 进展UiO-66的制备、功能化及膜分离研究进展贾明民，冯艺，邱健豪，姚建峰（南京林业大学化学工程学院，江苏省农林生物质化学与利用国家重点实验室，江苏 南京210037） 摘要：UiO-66是一种具有优异物理化学稳定性的金属有机骨架（MOFs ）材料，近年来引起了研究者们的强烈关注。
本文详细介绍了UiO-66的结构，重点探讨了溶剂热法过程中的一系列影响因素，包括使用不同的金属前体，改变合成温度、溶剂、各组分配比以及模板剂等，制备各种性能的UiO-66。
针对溶剂热法合成效率较低的问题，介绍了微波合成法、微流控、连续流和无溶剂法等其它UiO-66的制备方法。
为了扩大UiO-66的应用范围，对其有机配体进行功能化改性或与其他材料复合改性，具体介绍了改性后UiO-66在气体吸附、水处理、催化、电化学和化学传感等方面的应用。
最后综述了利用UiO-66具有多孔特性构建分离膜方面的研究进展，具体阐述了纯UiO-66膜和UiO-66复合膜在气体分离和水处理方面的应用。
关键词：金属有机骨架；合成；功能化；分离；膜中图分类号：TB333 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）09–3471–13 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1988Advances in the synthesis and functionalization of UiO-66 and itsapplications in membrane separationJIA Mingmin , FENG Yi , QIU Jianhao , YAO Jianfeng(Jiangsu Key Lab for the Chemistry & Utilization of Agricultural and Forest Biomass, College of Chemical Engineering,Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)Abstract ：As one of the metal organic frameworks (MOFs) with excellent physical and chemical stability, UiO-66 (UiO for University of Olso) has attracted considerable attention in recent years. In this review, the structure of UiO-66 was introduced and the solvothermal synthesis of UiO-66 was summarized in detail. The solvothermal synthesis could be affected by many factors, including the metal precursors, reaction temperature, solventsmolar ratio of the reagents and the template agents. In order to solve the intrinsic problems of solvothermal synthesis such as low efficiency and the need of a large amount of organic solvents, some new preparation methods including microwave synthesis, microfluidic, continuous flow and solvent-free methods were introduced. In order to extend the applications of UiO-66, some modification techniques, such as functionalization of organic ligands and coupling UiO-66 with other functional materials, were employed. The resulting functionalized UiO-66 was used in various applications including gas adsorption (CO 2 separation and H 2 recovery), water treatment (heavy metals and organics removal), catalysis, electrochemistry and chemical sensing. Finally, based on the porous property of UiO-66, pure UiO-66 membranes and UiO-66-based composite membranes especially the mixed matrix membranes were fabricated and their applications in gas separation and water treatment were reviewed.Key words ：metal organic frameworks(MOFs); synthesis; functionalization; separation; membranes第一作者：贾明民（1993—），男，博士研究生。
第8章 基于液液相平衡原理的分离技术-李永新-江苏师范大学
因此基因工程产品的商业化迫切需要开发适合大规模 生产的、经济简便的、快速高效的分离纯化技术。其 中双水相萃取技术是近年来出现的引人注目、极有前 途的新型分离技术。
• 1979年，Kula和Kroner等人将双水相体系用于从细胞匀浆液 中提取酶和蛋白质，使胞内酶的提取过程大为改善。
• 现在双水相萃取已被广泛用于生物产品的分离和纯化。
4
• 双水相现象是当两种聚合物或一种聚合物与一 种盐溶于同一溶剂时，由于聚合物之间或聚合 物与盐之间的不相容性，当聚合物或无机盐浓 度达到一定值时，就会分成不互溶的两相。
中溶质的总浓度。
生物分子的分配系数取决于溶质与双水相系统间的 各种相互作用，其中主要有静电作用、疏水作用和生 物亲和作用等。因此，分配系数是各种相互作用的和:
lnm=lnme+lnmh+lnml
me，mh，ml 分别为静电作用、疏水作用和生物
亲和作用对溶质分配系数的作用。
20
a 系线
图8-17
p194 图8-18 b
因此双水相萃取与溶媒萃取的原理相似。
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双水相体系的形成
● 聚合物之间的不相溶性，即聚合物分子的空间阻碍 作用（表面性质、电荷作用、氢键、离子键、环境因素 等），相互间无法渗透，分为两相。
● 两种聚合物水溶液的水溶性有差异，混合后发生相 分离，并且水溶性差别越大，相分离的倾向越大。
● 加入盐分，由于盐析作用，聚合物与盐类溶液也能 形成两相。
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双水相萃取技术的应用
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膜分离技术在有害金属废水处理中的应用
膜分离技术在有害金属废水处理中的应用
高永;魏宝平;马威;刘振华;顾蓉;顾晓红
【期刊名称】《江苏技术师范学院学报》
【年(卷),期】2010(016)006
【摘要】介绍了有害金属废水的概念及人体及生态环境的危害,并针对有害金属废水处理的传统技术及存在的问题,重点阐述了直接膜技术及组合膜技术在有害金属废水处理及回用中的应用.
【总页数】4页(P39-42)
【作者】高永;魏宝平;马威;刘振华;顾蓉;顾晓红
【作者单位】江苏技术师范学院,化学与环境工程学院,江苏,常州,213001;山西省柳林县水利局,山西,柳林,033300;江苏技术师范学院,化学与环境工程学院,江苏,常州,213001;江苏技术师范学院,化学与环境工程学院,江苏,常州,213001;江苏技术师范学院,化学与环境工程学院,江苏,常州,213001;江苏技术师范学院,化学与环境工程学院,江苏,常州,213001
【正文语种】中文
【中图分类】X703
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3.膜分离技术在重金属废水处理中的应用研究进展 [J], 陈建伟
4.膜分离技术在重金属废水处理中的应用 [J], 谢辉玲;叶红齐;曾坚贤
5.液膜分离技术及其在含金属废水处理中的研究进展 [J], 肖伽励;毛修龙
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江苏省高校重点建设实验室：江苏技术师范学院贵金属深加工技术及其应用实验室
江苏省高校重点建设实验室：江苏技术师范学院贵金属深加工
技术及其应用实验室
佚名
【期刊名称】《有色金属再生与利用》
【年(卷),期】2005()2
【总页数】1页(P45-45)
【正文语种】中文
【中图分类】TF
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膜过程的分离范围
膜过程的现状与发展趋势
• D一透析；
• MF一微滤；
• UF一超滤；
• RO一反渗透； ED一电渗析； CR一控制释放； GS一气体分离；
• PV一渗透汽化； MD一膜蒸馏； LM一液膜； MR一膜反应器； NF一纳滤；
• GM一闸膜；
• AT～主动传递
二、膜分离特点
（1）无需外加物质，可实现高纯度的分离； （2）过程不发生相变化，能耗较低； （3）在常温下进行，适合处理热敏性物料； （4）设备没有运动的部件，可靠性高，操作、
(4)经济性 分离膜的价格要合理。价格取决于材料和 制造工艺两方面。不少高聚物很具特色， 但价格太贵，无法作为商品。
分离膜要求:具有分离作用的膜越薄越好， (30nm)；膜如果属于多孔性的，则膜上的 孔要求越多越好，孔径相差不大，只有这 样，膜的透过量才能大，分离物的纯度才 高。
“谁掌握了膜技术，谁 就掌握了21世纪的未 来”
当料液的pH值等于某蛋白质的等电点时， 溶质的截留率高于其他pH下的截留率。
截留率的影响因素
(4)料液流速
提高料液流速，可有效减轻膜表面的浓差 极化。但流速也不能太快，否则会产生过大 的压力降，并加速膜分离性能的衰退。
(5)操作压力
在一定的范围内，膜通量随操作压力的增 加而增大，但当压力增加至某一临界值时， 膜通量将趋于恒定。但操作压力也不能过高， 否则膜可能被压密。
• 具有分离选择性的人造液膜是马丁（Martin）在60 年代初研究反渗透时发现的，这种液膜是覆盖在固体 膜之上的，为支撑液膜。
• 60年代中期，美籍华人黎念之博士发现含有表面活 性剂的水和油能形成界面膜，从而发明了不带有固体 膜支撑的新型液膜，并于1968年获得纯粹液膜的第一 项专利。
• 70年代初，卡斯勒（Cussler）又研制成功含流动载 体的液膜，使液膜分离技术具有更高的选择性。
对于带电荷分子，具有与膜相反电荷的 分子截留率较低。
若膜对溶质具有吸附作用时，溶质的截 留率增大。
截留率的影响因素
(2)其他高分子溶质：
当两种以上的高分子溶质共存时，溶质 的截留率要高于其单独存在的情况。这是 由于浓度极化现象使膜表面的浓度高于主 体浓度。
(3)操作条件：
温度越高，料液的粘度越小，扩散系数 越大,可提高膜通量。
物理污染包括膜表面的沉积，膜孔内的阻塞，这与膜孔结 构、膜表面的粗糙度、溶质的尺寸和形状等有关。
化学污染包括膜表面和膜孔内的吸附，这与膜表面的荷电 性、亲水性、吸附活性点及溶质的理化性质如荷电性、亲水 性、溶解度等有关。
膜污染还可能由微生物在膜运行过程或停运中的繁殖和 积累造成
42
二 膜分离过程中常见的污染（了解）
《制药分离工程》
Pharmaceutical Separation Engineering 第四章 膜分离技术
李永新
江苏师范大学生命科学学院
第一节 膜科学与技术概述 第二节 制药工程常用的膜分离技术 第三节 制药过程常见膜污染及其防治 第四节 膜分离技术在制药工程领域的应用
第一节 膜科学与技术概述
三．超滤过程的传质机理与模型
在稳态下超滤渗透通量的大小随着温度和 进料速度的升高而增加，随着进料分子的浓 度和尺寸的增加而下降。
浓差极化与凝胶极化模型(concentration polarization) —描述超滤过程的模型
浓差极化：在膜分离操作中，溶质均被透 过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶 质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升 高，这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的 现象。
截留分子量与膜孔径的关系
超滤常采用非对称膜，膜孔径为(1~5)×10-8m，膜表面有效截 留层的厚度为(1~100)×10-7m，操作压差为0.1~0.5MPa，可分
离分子量约为500~1000000的分子。
二.截留率的影响因素：（除相对分子量）
(1)分子特性：
相对分子量相同时，线状的分子截留率 较低，有支链的分子截留率较高，球形分 子的截留率最大。
反渗透现象：若在盐溶液的液面上方施加一个大于渗透压 的压力，则水将由盐溶液侧经半透膜向纯水侧流动的现象。
膜
膜
△P>△π 膜
△π △π
浓溶液
纯水
浓溶液
渗透压
浓溶液
纯水
纯水
(a) 正渗透 (b) 渗透平衡 (c) 反渗透
反渗透
溶液的渗透压与溶液的种类和浓度等因 素有关，而与膜本身无关。
反渗透过程就是在压力的推动下，借助 于半透膜的截留作用，将溶液中的溶剂与 溶质分离开来。
选择性透膜
膜上游 膜 膜下游
分离膜种类:
高分子膜膜 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
膜分离技术发展简史
• 高分子膜的分离功能很早就已发现。1748年，耐克特（A. Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的猪膀胱内，开创了 膜渗透的研究。
维护方便。
三、膜分离过程的机理
(1)筛分机理：膜的表面具有无数微孔，膜的孔 径分布比较均一，大于膜孔径的分子被截留，而 小于膜孔径的分子可以穿过膜达到分离的目的。
分离机理依据分子大小的差异，如超滤、微滤 过程。
(2) 扩散机理 假设溶质和溶剂都能溶解于膜中，然后各自在 浓度差或压力差造成的化学位差推动下扩散通过 膜，再从膜下游解吸。溶质和溶剂在膜相中溶解 度和扩散性的差异影响着它们的通量大小。
3
膜(Membrane)是什么？有何特性？
膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有
一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部 分，并能使这两部分之间产生传质作用。
膜的特性：
不管膜多薄, 它必须有两个界面。这两个界面分别与 两侧的流体相接触。 膜传质有选择性，它可以使流体相中的一种或几种 物质透过，而不允许其它物质透过。
五 膜技术的应用
海水淡化 工业废水处理 城市废水资源化
天然气
生物质利用
燃料电池
水资源
膜
传统工业
能源 生态环境
冶金
制药
食 品 化工与石化 电 子
CO2 控制
除尘
洁净燃烧
膜法海水淡化
嵊泗1000吨/日反渗透海水淡化装置
加那利群岛
膜法自来水厂
巴黎瓦兹河梅 里市14万立 方米/天的纳 滤厂，每天为 巴黎附近50 万居民提供 14万吨饮用 水
• 真正意义上的分离膜出现在20世纪60年代。1961年， 米切利斯（A. S. Michealis）等人用各种比例的酸性 和碱性的高分子电介质混合物以水-丙酮-溴化钠为溶 剂，制成了可截留不同分子量的膜，这种膜是真正的 超过滤膜。美国Amicon公司首先将这种膜商品化。
• 1967年，DuPont公司研制成功了以尼龙-66为主要组 分的中空纤维反渗透膜组件。同一时期，丹麦DDS公 司研制成功平板式反渗透膜组件。反渗透膜开始工业 化。
蒸发
醇沉 乙醇回收 蒸发浓缩
洗煎除
产
净煮杂
品
膜过滤
膜浓缩
第二节 制药工程常用的膜技术
超滤、反渗透
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超滤
一. 超滤的基本原理
超滤:通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子 溶质截留，使溶质与溶剂及小分子组分分离的膜过程。
膜孔的大小和形状对分离效果起主要作用。 超滤过程的对象是大分子，膜的孔径常用被截留分子 的分子量的大小来表征。膜的截留率与被截留组分的截 留分子量有关。
反渗透
一、反渗透原理 反渗透技术是借助半透膜对溶液中溶质的 截留作用，以高于溶液渗透压的压差为推 动力，使溶剂渗透通过半透膜，以达到溶 液脱盐的目的。
反渗透膜是一种只能透过水而不能透过溶 质的半透膜。
反渗透
渗透现象:由于膜两侧水的化学位不等，水将自发地由纯 水侧穿过半透膜向溶液侧流动的现象。
溶液的渗透压 :膜两侧的压力差增大至阻止水向溶液侧流 动时，渗透过程达到平衡时的压力差 。
(2)透过性 能够对被分离的混合物进行有选择的透 过。不需要通过的物质透过速度要低，需 要通过的物质透过速率要高。 分离膜的透过性能是它处理能力的主要标 志。工业上，透过量不能过低，否则经济 上不合算。膜的透过性能与膜材料的化学 特性、分离膜的形态结构和操作因素有关。
(3)物理、化学稳定性 分离膜材料：高聚物，需要定期更换。 高聚物的“老化”问题 压密现象：高聚物膜长期处于高压下会发 生被压密，使膜在长期使用中渗透量慢慢 减小，最终不能使用的现象。
自上世纪60年代中期以来，膜分离技术真正实 现了工业化。首先出现的分离膜是超过滤膜（简称 UF膜）、微孔过滤膜（简称MF膜）和反渗透膜（简 称RO膜）。以后又开发了许多其它类型的分离膜。
在此期间，除上述三大膜外，其他类型的膜也获 得很大的发展。80年代气体分离膜的研制成功，使功 能膜的地位又得到了进一步提高。
在生化与制药工业中的应用
在发酵液除菌中的应用
❖乳酸、核酸、青霉素G等提取
在中成药生产中的应用
❖主要用于替代醇沉工艺，除去煎煮液 中的杂质，研究处于起步阶段等。
在血浆分离中的应用
❖已被证实是可行的方法。
膜技术用于中药精制
传统中药精致工艺(醇沉法)。 工艺复杂，成本高、生产周期长，水溶性有效成分损失大
截留率的影响因素
(6)进料浓度 随着超滤过程的进行，料液主体的浓度 逐渐增高，粘度和边界层厚度亦相应增大。 料液主体浓度过高无论在技术上还是经济 上都是不利的，因此对超滤过程中料液主 体的浓度应加以限制。
截留率的影响因素
(7)料液预处理:
用预过滤器除去料液中的悬浮物； 用絮凝法除去料液中的胶体物； 用活性炭吸附除去料液中的部分有机物等; 通过调节料液的pH值可使蛋白质、酶、微生物等对膜有污染 的组分远离其等电点; 用氯气、次氯酸钠、臭氧等进行杀菌(料液中含有较多的细 菌、藻类及其他微生物 )。