离子交换膜技术在有色冶金中的应用

膜技术在分离二氧化碳中的应用

膜技术在分离二氧化碳中的应用 1.前言在环保、工业生产等方面的要求，工业上脱除二氧化碳一直是重要的工艺。从工业废气中脱除二氧化碳，可以减少燃烧废气对大气的污染；在天然气净化过程，脱除二氧化碳等酸性气体，可以提高天然气热值，同时减少输送管道的腐蚀。工业上脱除二氧化碳工艺主要有化学吸收法、物理吸收法、吸附法和膜法。化学吸收法是工业上脱除二氧化碳最成熟的工艺，常用的吸收剂一般是有机胺类的水溶液。化学吸收法适用于处理气体中二氧化碳含量很低的情况，但化学吸收法中吸收剂再生需要消耗大量的外界供热，同时常用的胺类吸收剂存在设备腐蚀问题，针对化学吸收法存在的缺陷，膜技术具有装置简单紧凑、能耗低、操作方便、占地面积少等优点，研究人员已在积极研究用膜技术脱除CO2。 2.膜分离CO2技术对于能够有效分离捕集CO2的膜材料，它需要具备以下几个特点，即：1)高CO2渗透性；2)高选择性；3)热稳定性和化学稳定性；4)抗塑化；5)抗老化；6)材料价格便宜；7)材料易加工。目前仅有少数膜材料其选择性很高，而且通常高选择性膜材料其渗透性低。目前研究CO2分离的膜材料主要为聚酰亚胺膜、载体促进传递膜、混合基质膜、碳分子筛膜、PEO （聚环氧乙烷）膜和中空纤维膜。 2.1聚酰亚胺膜聚酰亚胺膜是研究最广泛的膜材料，因为其具有优异的化学和热稳定性、高CO2渗透性、便于成膜。一些聚酰亚胺特别是耦合六氟二酐(6FDA)基团的聚酰亚胺具有高的CO2溶解性和选择性。这主要是因为-CF3基团增加了分子链的刚度，增大链段转动的空间位阻，降低分子链间堆积密度，从而有利于提高气体的渗透性。许多研究者已经进行增强聚酰亚胺膜的渗透性和选择性方面的研究,尤其关注通过改变聚酰亚胺结构来增强扩散系数的研究。图1为聚酰亚胺膜与其他膜材料分离CO2/CH4的性能比较，可以看出一般膜材料的选择性高时其渗透性低，聚酰亚胺膜的分离性能远胜于其他膜材料。另一种引起相当多研究的聚酰亚胺是商业聚酰亚胺，Matrimid5218。Matrimid通过溴化改性，能够显著增加CO2和N2的渗透性，而只稍微降低CO2/N2的选择性。图1.聚酰亚胺膜与其他膜材料对CO2/CH4分离性能比较

膜分离技术的介绍及应用讲解

题目：膜分离技术读书报告日期2015年11月20日

目录一、膜的种类特点及分离原理 (1) 二、最新膜分离技术进展 (3) 1. 静电纺丝纳米纤维在膜分离中的应用 (3) 1.1 静电纺丝技术的历史发展 (3) 1.2 静电纺丝纳米纤维制备新型结构复合膜 (3) 1.2.1 在超滤方面 (4) 1.2.2 在纳滤方面 (4) 1.2.3 在渗透方面 (5) 1.2.4 静电纺丝纳米纤维制备空气过滤膜 (5) 2. 多孔陶瓷膜应用技术 (6) 2.1 高渗透选择性陶瓷膜制备技术 (7) 2.1.1 溶胶—凝胶技术 (7) 2.1.2 修饰技术 (7)

一、膜的种类特点及分离原理膜分离技术（membrane separation technology, MST）是天然或人工合成的高分子薄膜以压力差、浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。常用的膜分离方法主要有微滤（micro-filtration, MF）、超滤（ultra-filtration，UF）、纳滤（nano-filtration，NF）、反渗透（reverse-osmosis, RO）和电渗析（eletro-dialysis, ED）等。MST具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点、可代替传统的如精馏、蒸发、萃取、结晶等分离，可以说是对传统分离方法的一次革命，被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高新技术之一，也是当代国际上公认的最具效益技术之一。分离膜的根本原理在于膜具有选择透过性，按照分离过程中的推动力和所用膜的孔径不同，可分为20世纪30年代的MF、20世纪40年代的渗析（Dialysis, D）、20世纪50年代的ED、20世纪60年代的RO、20世纪70年代的UF、20世纪80年代的气体分离（gas-separation, GS）、20世纪90 年代的PV和乳化液膜（emulsion liquid membrane, ELM）等。制备膜元件的材料通常是有机高分子材料或陶瓷材料，膜材料中的孔隙结构为物质透过分离膜而发生选择性分离提供了前提，膜孔径决定了混合体系中相应粒径大小的物质能否透过分离膜。图1是MF、UF、NF、RO的工作示意图。MF的推动力是膜两端的压力差，主要用来去除物料中的大分子颗粒、细菌和悬浮物等；UF的推动力也是膜两端的压力差，主要用来处理不同相对分子质量或者不同形状的大分子物质，应用较多的领域有蛋白质或多肽溶液浓缩、抗生素发酵液脱色、酶制剂纯化、病毒或多聚糖的浓缩或分离等；NF自身一般会带有一定的电荷，它对二价离子特别是二价阴离子的截留率可达９９％，在水净化方面应用较多，同时可以透析被RO膜截留的无机盐；RO是一种非对称膜，利用对溶液施加一定的压力来克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反向从溶液

膜分离技术

水的深度处理工艺综述人类对膜的认识是从自然界中存在的膜开始的，到现在，各种人工合成膜已成为了我们生活中不可或缺的一部分。其种类繁多，作用也千差万别，但他们具有一个共同的特点-选择透过性。水的膜技术的应用开始于20世纪60年代，最早使用反渗透膜进行海水淡化。其后膜技术得到了迅速发展，并被众多领域应用。自用于反渗透脱盐后，又开发出纳滤、超滤和微滤技术，这些不同的膜都有其独特的性能，可满足不同的处理要求。 1定义膜从广义上可以定义为两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。膜分离是指在某种推动力作用下，利用膜的选择透过性能，达到分类混合物（如溶液）中离子、分子以及某些微粒的过程。与传统过滤器的最大不同是，膜可以在离子或分子范围内进行分离，并且该过程是一种物理过程，不需发生相变化和添加助剂。在某种推动力的作用下，利用某种隔膜特定的透过性能，使溶质或溶剂分离的方法，称为膜分离。膜分离是用天然或人工合成膜，以外界能量或化学位差作推动力，对双组份或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。膜分离可以用于液相和气相分离，可以用于水溶液体系、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等。分离溶质时一般叫渗析，分离溶剂时一般叫渗透。 2分类与特点膜可以是固态的，也可以是液体甚至是气态的。膜可以是均相的或非均相的，对称的或非对称的，可以是带电的或中性的，而带电膜又可以是带正电或带负电的，或二者兼而有之。膜可以是具有渗透性的，也可以是具有半渗透性的，但不能是完全不透过性的。目前使用的分离膜绝大多数是固相膜。由于膜材料的种类非常丰富，制备条件也多种多样，一般来说膜的分类有以下几种：（1）按分离机理：反应膜、离子交换膜、渗透膜等；（2）按膜的形态：均质膜和非对称膜；

离子交换树脂的原理及应用总结归纳(重点阅读)

精心整理如何筛分混合的阴阳离子交换树脂？离子交换树脂的工作原理及优缺点分析将离子性官能基结合在树脂（有机高分子）上的材料，称之为“离子交换树脂”。树脂表面带有磺酸(sulfonic acid) 者，称为阳离子交换树脂，而带有四级氨离子的，则为阴离子交换树脂。由於离子交换树脂可以有效去除水中阴阳离子，所以经常使用於纯水、超纯水的制造程序中。(见下图) 离子交换树脂上的官能基虽可去除原水(Feed water) (Fouling)。方。原理软水，这是软化水设备的工作过程。当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫作“再生”。

由于实际工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：工作(有时叫做产水，下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。吸盐(再生) (只要进水有一定的压力即可) 慢冲洗(置换) 应用 1）水处理水处理领域离子交换树脂的需求量很大，约占离子交换树脂产量的90%，用于水中的各种阴阳离子的去除。目前，离子交换树脂的最大消耗量是用在火力发电厂的纯水处理上，其次是原子能、半导体、电子工业等。

离子交换柱层析原理

离子交换层析介质的应用离子交换层析分离纯化生物大分子的过程，主要是利用各种分子的可离解性、离子的净电荷、表面电荷分布的电性差异而进行选择分离的。现已成为分离纯化生化制品、蛋白质、多肽等物质中使用最频繁的纯化技术之一。子交换层析（Ion Exchange Chromatography 简称为IEC）是以离子交换剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。离子交换层析是目前生物化学领域中常用的一种层析方法，广泛的应用于各种生化物质如氨基酸、蛋白、糖类、核苷酸等的分离纯化。 1.离子交换层析的基本原理：离子交换层析是通过带电的溶质分子与离子交换层析介质中可交换离子进行交换而达到分离纯化的方法，也可以认为是蛋白质分子中带电的氨基酸与带相反电荷的介质的骨架相互作用而达到分离纯化的方法。离子交换层析法主要依赖电荷间的相互作用，利用带电分子中电荷的微小差异而进行分离，具有较高的分离容量。几乎所有的生物大分子都是极性的，都可使其带电，所以离子交换层析法已广泛用于生物大分子的分离、中等纯化及精制的各个步骤中。由于离子交换层析法分辨率高，工作容量大，并容易操作，因此它不但在医药、化工、食品等领域成为独立的操作单元，也已成为蛋白质、多肽、核酸及大部分发酵产物分离纯化的一种重要的方法。目前，在生化分离中约有75%的工艺采用离子交换层析法。 2.离子交换层析介质：离子交换层析的固定相是离子交换剂，它是由一类不溶于水的惰性高分子聚合物基质通过一定的化学反应共价结合上某种电荷基团形成的。离子交换剂可以分为三部分：高分子聚合物基质、电荷基团和平衡离子。电荷基团与高分子聚合物共价结合，形成一个带电的可进行离子交换的基团。平衡离子是结合于电荷基团上的相反离子，它能与溶液中其它的离子基团发生可逆的交换反应。平衡离子带正电的离子交换剂能与带正电的离子基团发生交换作用，称为阳离子交换剂；平衡离子带负电的离子交换剂与带负电的离子基团发生交换作用，称为阴离子交换剂。在一定条件下，溶液中的某种离子基团可以把平衡离子置换出来，并通过电荷基团结合到固定相上，而平衡离子则进入流动相，这就是离子交换层析的基本置换反应。通过在不同条件下的多次置换反应，就可以对溶液中不同的离子基团进行分离。下面以阴离子交换剂为例简单介绍离子交换层析的基本分离过程。阴离子交换剂的电荷基团带正电，装柱平衡后，与缓冲溶液中的带负电的平衡离子结合。待分离溶液中可能有正电基团、负电基团和中性基团。加样后，负电基团可以与平衡离子进行可逆的置换反应，而结合到离子交换剂上。而正电基团和中性基团则不能与离子交换剂结合，随流动相流出而被去除。通过选择合适的洗脱方式和洗脱液，如增加离子强度的梯度洗脱。随着洗脱液离子强度的增加，洗脱液中的离子可

电厂水处理对于膜技术的运用分析

电厂水处理对于膜技术的运用分析发表时间：2016-09-01T15:07:24.533Z 来源：《基层建设》2015年8期作者：皮洪章[导读] 本文主要介绍了膜技术在电厂水处理中的原理和应用，通过对膜技术进行简单分析并对膜技术的发展前景进行了合理分析。广州市华跃电力工程设计有限公司摘要：本文主要介绍了膜技术在电厂水处理中的原理和应用，通过对膜技术进行简单分析并对膜技术的发展前景进行了合理分析。对膜技术在锅炉补给水系统改造过程中起到的作用进行简单试验，希望对膜技术在电厂水处理的推广应用方面可以起到积极作用。引言在电厂的水处理领域，膜技术属于新兴的水处理技术，存在很大的发展前途。美国官方文件也曾对膜技术的前景进行了概述，认为膜技术会在20世纪改变整个工业面貌，并且对膜技术广泛的应用进行了高度赞扬[1]。以此可见膜技术已经成为人们关注的重点，其发展前景不容小觑。同时，膜技术已经在世界的各个领域表现出奇，被研究人员和使用人员所公认。 1 问题的提出在我国经济转型的重要阶段，节能减排作为主要的手段和长远目标收到重视。上世纪60年代初步开始建立火力发电厂，经过了几十年的市场验证和技术发展，火力发电厂的装机容量从最初的12MW增长到了1435MW，化学水处理的设备也经过了三个阶段的改革。但是，水处理的本质原理依旧没有变化，主要采用的还是离子交换法。工业化的社会进程和快速的科技发展对水处理的要求越来越高，而地表水随着工业的发展收到了越来越严重的污染，工业用水的水质也收到了严重影响。火力发电厂的锅炉补给水必须保证极低的杂质量，但是，电厂所处的水流若到枯水季节时，基本会出现Ⅲ类以上水体供应不充足的情况，对发电系统的影响致命。同时，恶劣的原水会对电厂系统除盐系统的树脂和热力系统的给水、蒸汽带来巨大影响。每年枯水季节来临时，除盐系统的离子交换器的交换周期会发生改变，制水量会发生急剧下降[2]。一些重型燃机-汽轮机联合循环机组会对进入汽轮机的高压蒸汽品质严格要求，且不同型号的机组要求的标准不同。原水系统若不能保证水质良好，则会对后续的工作产生连锁反应。因此，膜技术在电厂水处理领域的应用需要得到重视。 2 原理介绍随着科学实验的进行，膜技术在一些实验中已经得到了广泛应用，水处理方法在其实验中属于最常见的一种方法，通常是电除盐、纳滤、渗透、微滤和超滤等技术。我国对膜技术的应用时间并不长，上世纪70年代到80年代膜技术刚出现的时候，技术人员并未对其产生足够的重视，所以当时的膜技术并没有得到广泛应用。可是随着膜技术优点逐渐显露，人们开始慢慢意识到其可观的发展前景和使用价值，并开始对膜技术进行研究和使用。膜技术的特点主要为：使用时不需要酸碱物质的协助，水性能良好且稳定。现在的工业中，反透技术得到了广泛应用，尤其在我国的工业应用中。以下为几种常见的膜技术应用：（1）反渗透膜技术：反透技术主要应用一种高分子薄膜，在外压力的作用下，将溶液中的水进行分解，达到分离的目的。（2）超滤膜技术：该技术主要的驱动力为压差，超滤膜的高精度性能可以使不同分子量的物质通过膜技术进行分级，主要包括对大分子物质和胶体物质的分离与浓缩。其运行中费用较低，能耗低、膜选择性高等有点使其收到生物技术、医药、食品等领域的广泛应用。（3）微滤膜技术：该技术主要的推动力为静压差，其吸附量少、膜孔径大小一致、过滤速度快等特点使其在制药行业、食品、生物技术发酵中得到广泛应用。（4）渗透蒸发膜技术：该技术的主要驱动力为压力，通过液体内溶解度和扩散系数的不同，使用蒸发和渗透的手段进行分离，相比其他膜处理技术，渗透蒸发单独使用的成本较高经济性不强，一般与其他应用技术配合使用。 3 膜技术在电厂水处理方面的发展在电厂水处理中，膜技术得到广泛应用，并且采用最先进的工艺流程，通常是流程为预处理、反渗透、EDI电除盐[3]。随着膜技术的不断发展，微膜处理和超滤处理的作用效果也有着突破性的进展。与微滤和超滤的压力驱动不同，反透膜的分离原理为机械截留，其分离的应用范围一般为分离胶体、病毒和大分子物质。通过相关实验和有关资料总结可以证明，经过反渗透的处理，水质较为清澈，污染性小[4]。渗透膜接触的杂质较多，为保证渗透膜的寿命，有效提高水处理质量，渗透膜应得到经常性的清理。因此，对于渗透膜的清理频率可以设定为每个月多次。还可以通过提高预处理水水质大幅延长反渗透膜的使用时间，降低膜的维护和更换的频率和成本。 4 膜技术在电厂水处理中的发展前景由上述研究，可以认为膜技术在电厂水处理方面作用明显，膜技术对水高质量的处理能够对电厂锅炉补给水提高高质量的水质保证。资料表明，在1993年巴黎的郊区建成了纳滤净水厂，通过对地表水进行传统的水处理，通过与三级纳滤技术结合，能够有效取出水内含的杀虫剂和THAs前体，使水质量达到洁净标准[4]。使用膜技术对污水进行处理，得到可以饮用的高质量水的实例当属美国丹佛市的膜技术水处理厂的技术水平最优，对污水的处理做到了有效去污并溶解固体的效果。膜技术处理还可对放射性废水进行处理，从上世纪60年代初期，就有运用膜技术对放射性水进行处理的资料，最初的使用方法是电渗析技术，后期的发展中又出现了反渗透和超滤等技术，并且，这些技术在国外的很多工程中应用广泛。膜技术在处理含锌废水处理领域也有很高的成就，对于含锌废水的处理，效果明显，并得到了有效地应用。由于资源的破坏和水资源的过量使用，在水资源匮乏的今天，如何高效的利用水资源成为了人们关注的重点，膜技术的应用对水资源的运用达到了高效，并且对水资源的破坏降到了最低水平[5]。水资源的匮乏也使废水资源受到了广泛认可，通过废水进行水处理也成了研究重点。膜技术在水处理方面的综合化、全面化的水平将作为提高废水处理能力的主要手段，以此可增加水的再利用，扩大了电厂用水的供应渠道，扩大了电厂对水摄取范围。对特殊时期电厂水资源匮乏提供解决的方案，有效提高电厂的经济效益、社会效益和环境效益，也符合国家有关水资源应用的政策。上述实例可以对膜技术的作用合理阐释，证明膜处理技术能够对水质进行高质量的处理，在电厂处理水方面可以得以应用，膜处理能够有效提高电厂的生产能力，解决电厂水资源匮乏问题，从根本上解决冷却水不足对电厂造成的困扰。 5 结语膜技术在我国电厂中的推广主要的限制因素便是投资费用的严重不足。随着科技的不断发展，各类材料的制造流程变得简单，材料利用率的提高也带来了材料价格的降低，反渗透新材料的制造成本和研究成本也随之下降[6]。并且，反渗透技术在我国的应用愈发广泛，其运行经验不断得到积累，以致反渗透产品的运行费用和投资成本逐年减少。在水资源日益减少，资源匮乏现象逐年严重。在可持续发展思想的领导下，我们应该着手于资源的再利用和可持续利用，把提升环保意识作为工厂的发展思想。因此，在我国电厂水处理领域，膜技术必将得到广泛应用，为创造社会价值和经济价值提供贡献。

高考化学复习专题7-离子交换膜在电化学装置中的应用 (2)

专题7 离子交换膜在电化学装置中的应用日期：2019年11月10日学号姓名 1．（2018年11月浙江选考17题）最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。下列说法不正确．．．的是（） A．右边吸附层中发生了还原反应 B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－＝2H2O C．电池的总反应是2H2 ＋O2＝2H2O D．电解质溶液中Na＋向右移动，ClO4－向左移动 2．（2019年高考天津卷6题）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌--碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是 A.放电时，a电极反应为I2Br－+ 2e－=2I－+ Br－ B.放电时，溶液中离子的数目增大

C.充电时，b 电极每增重0.65 g ，溶液中有0.02mol I －被氧化 D.充电时，a 电极接外电源负极 3．（2019 年全国卷 I 12) 利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子，下列说法错误的是 A ．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B ．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H 2 + 2MV 2+ = 2H + + 2MV + C ．正极区，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3 D ．电池工作时，质子通过交换膜由负极区向正极区移动 4．（2016年全国卷 I 11）三室式电渗析法处理含 Na 2SO 4 废水的原理如图3所示，采用惰性电极，ab 、cd 均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na ＋和SO 42－可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室．下列叙述正确的是(B ) A ．通电后中间隔室的SO 42－向正极迁移，正极区溶液pH 增大 B ．该法在处理含Na 2SO 4。废水时可以得到NaOH 和H 2SO 4产品 C ．负极反应为2H 2O － 4e - = O 2＋ 4H ＋，负极区溶液pH 降低 D ．当电路中通过1mol 电子的电量时，会有0.5 mol 的O 2生成 5．（2018年全国卷Ⅰ 27节选）焦亚硫酸钠(Na 2S 2O 5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应有广泛，加答下列问题： MV + MV 2+ N 2 NH 3 H 2 H + MV + MV 2+ 电极电极氢化酶固氮酶 2SO 4负极区正极区浓Na 2SO 4溶液a b c d ＋－

离子交换层析柱的装填及处理

离子交换层析柱的装填及处理一、原理：有些高分子物质含有一些可以分离的基因，例如-SO3H，-COOH等，因此可以和溶液中的离子产生交换反应。如：R-SO3H＋M+ R-S3M＋H+ 或R-NH3OH＋CL－— R-NH3CL＋OH －这类高分子物质通称离子交换剂，其中使用最普遍的是离子交换树脂。由于一定的离子交换剂对不同离子的亲和力不同，因此在洗提过程中，不同的离子在离子交换柱上的迁移速度也不同，最后得到分离。二、目的与要求：本实验是采用Zerolit225型阳离子交换树脂所装的柱，选以特定的PH缓冲洗脱液来分离含有两个性质不同的氨基酸溶液。通过实验要求掌握装柱、上样、洗脱、收集等离子交换柱层析技术的要点。三、仪器与装置：玻璃层析柱：长19cm，内径1、2cm，3# 砂芯。H L-2型恒流泵。H D-4型电脑核酸蛋白检测仪。B S-100A自动部份收集器。 250ml烧杯。 1ml吸管。水浴锅。 72型（或721型）分光光度计。

四、试剂与药品：树脂：Zerolit225型阳离子交换树脂。洗脱液：0、45N，PH5、3柠檬酸缓冲液，取285g柠檬酸（C6O7H8?H2O）；186g97℅NaOH；105ml浓硫酸溶于水中稀释至10升。样品液：0、005M ASP和LYs的0、02N HCL混合溶液。显色剂：显色剂列出两种可任选一种。显色剂（Ⅰ）茚三酮-TiCL3溶液。 10g茚三酮溶于500ml乙二醇甲醚，再加入0、85 ml TiCL3（15%）显色剂（Ⅱ）：茚三酮-KCN溶液。 0、1M KCN:0、1628g KCN溶于水中稀释至250ml A、将1、25g茚三酮溶于25ml乙二醇甲醚，配成5%（W/V）浓度的溶液。B 、将2、5ml 0、01M KCN溶液与125ml乙醇甲醚混合。将A和B合并置棕色瓶中过夜即可使用。此溶剂用时， A、B两溶液在前一天合并，配好的溶液仅能在1-2天内使用，过时失效须重配。五、方法与步骤： 1、树脂的处理：关于市售新树脂的处理见 7、，本实验采用处理好的树脂。 2、装柱：将层析柱垂直装好，关闭柱底出口，在柱内注入约1cm高的柠檬酸缓冲液。

全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用

全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用伴随着我国居民生活水平与生活质量的不断提高，越来越多的人开始追求高品质的生活，对电力行业这一基础民生行业也提出了更高水平的要求。电厂化学水处理作为其中一项重要的环节，受到了人们的广泛关注与高度重视。通过对全膜分离技术进行简单的描述，发现其特点特征以及主要优点。在此基础上，对全膜分离技术在电厂化学水处理中的应用，进行一系列的研究分析。标签：全膜分离技术电厂化学水处理应用引言现阶段，我国热力发电技术逐渐趋于成熟，对水质提出了更高水平的要求。优质的水资源不仅能够有效保护我国电厂发电设备，促使其顺利运行，还能有效降低其运行成本，给我国电厂带来大量的经济效益。目前，我国电厂中的水资源主要来源于地下水与地表水两个方面，这些水资源都或多或少的包含一定的杂质，必须首先对其进行一定的处理。在此时代背景下，全膜分离技术由于其自身所具有的一系列优点，受到了电厂相关工作人员的关注与重视。本文针对全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用，进行一系列的研究分析。借此平台，与各位同行进行交流讨论。一、简述全膜分离技术全膜分离技术是指利用隔膜促使溶剂与溶质或者微粒相分离，其出现于20世纪初，是一种新型的分离技术[1]。全膜分离技术主要包括电渗析、扩散渗析、反渗透以及超过滤法等多个方面，具有高效、节能、环保、过滤简单等一系列优点，受到了各行各业相关人员的欢迎与喜爱，被广泛应用于食品、医药、生物、化工、环保、电子、水处理等多个方面，发挥了巨大的作用，已成为现阶段我国分离科学中最重要的技术手段之一。全膜分离技术一般具有高通水量和高拖延率、化学稳定性好、使用寿命长、抗生物污染效果好、可使用压力范围广（一般在20到1000磅/每平方英寸）、可使用温度范围广（一般在4摄氏度到45摄氏度之间）等特征特点。此外，全膜分离技术的基本原理较为简单，是一种纯物理过程，具有无相变化、节能、体积小、可拆分等特点。其主要是指在过滤过程中，料液通过泵的加压，以一定的流速流过滤膜表面。在此期间，大于膜孔隙的物质分子不透过膜，小于膜孔隙的物质分子透过膜，形成透析液。通常情况下，将在单位时间内单位膜面积透析液的流出量称之为膜通量，用LMH来表示。同时，温度、压力、离子的浓度等一系列外界因素都会对膜通量造成一定程度的影响[2]。因此，在平时的工作中，相关人员应根据有机物的不同，选择不同的膜对其进行分离操作，使其能够达到最好的膜通量与截留率，进而提高生产效率，增加企业的经济效益。二、全膜分离技术的优点

分离技术

1.简述分离技术的分类及其分离原理？（一）机械分离对象是由两相或两相以上所组成的混合物，其目的是简单地将各相加以分离，过程中间不涉及传质过程。名称分离因子分离原理举例沉降重力密度差水处理离心离心力密度差油精制、牛乳脱脂旋风分离惯性流动力密度差喷雾干燥过滤过滤介质粒子大小除菌、喷雾干燥/果汁澄清、颗粒分离压榨机械力压力下液体流动油脂生产（二）传质分离是指在分离过程中，有物质传递过程的发生，传质分离的原料，可以是均相体系，也可以是非均相体系。分为两大类：平衡分离过程和速率控制分离过程1平衡分离过程为借助分离媒介（如热能、溶剂、吸附剂等）使均相混合物系统变为两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分离。2速率控制分离过程是指借助某种推动力，如浓度差、压力差、温度差、电位差等的作用，某些情况下在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速度的差异而实现混合物的分离操作。分为膜分离和场分离（三）其他物理场辅助分离技术1.超声波萃取 2.微波辅助萃取 3.超声微波协同萃取 2食品为什么要分离？1获得需要的产品①农作物中非食用物质与食用物质的分离。②多层次、多样化产品的需求。2食品安全性的要求①农药残留。②工业“三废”进入食物链危害人体健康。③天然食品在生长过程中次生代谢产生多种微量的有毒成分。 3食品分离过程的特点:分离对象种类多，性质复杂。产品质量与分离过程密切相关。产品要求食用安全。分离对象在分离过程中易腐败。 4食品分离技术的选择原则：先要确定分离的目的，了解待分离混合物中各组分的物理，化学，生物学方面的性质，并要充分关注分离的目标成分。对目标成分，要了解目标成分的性质，它的相对分子质量，化学结构，理化性质，电荷性，热敏性以及生物活性等基础性资料对确定分离方法的选择起决定性作用。 5食品分离技术的考虑因素:产品纯度，回收率（主要）产品价格目标产物的特性混合物中的分子性质经济因素安全与环保 6食品分离技术在食品工业中的地位与作用 1. 是重要的食品工艺过程之一2. 提高农作物综合利用程度，生产高附加值的产品。3.改进食品的营养与风味。4. 符合卫生，安全要求。5. 改变生产面貌。膜分离技术 1按膜的性质分：⒈天然膜⒉合成膜.按膜的结构分：⒈多孔膜⒉致密膜 3.液膜.按膜的作用机理分：1.吸附性膜2.扩散性膜 3.离子交换膜4.选择渗透膜5.非选择性膜 2膜分离技术的原理:膜分离概念：用天然的或人工合成的膜，以外加压力或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离，分级，提纯或富集的方法，统称膜分离法。 3膜分离技术特点:在常温下进行,不发生相变化,能耗低,在密闭容器中进行,不用添加化学试剂、添加剂,选择性好,使用范围广,操作简便，易自动化操作 4膜分离的特点1.不发生相变，能耗低。2.一般在常温下操作不需加热，适应于热敏性物质 3.应用范围广。4.以压力为推动力，装置简单、体积小、操作容易、

膜技术在电厂化学水处理中的应用

膜技术在电厂化学水处理中的应用摘要：反渗透膜是反参透技术的核心。反渗透膜一般由某种高分子化学材料制作成为具有某选择性半透功能的一种薄膜。本文对膜分离技术进行了简单的介绍，分析了膜技术在某电厂化学水处理中的实际工程应用，最后就膜技术在电厂化学水处理领域的未来发展进行了展望。关键词：膜分离技术半透性反渗透膜目前，膜技术作为一项极具发展潜力且拥有良好的实用性能的技术[1]。美国在某官方文件中这样说到：“现今世界上，还没有一种技术可以比膜技术得到如此更为广范围的被应用”。膜技术在全球范围内已得到广泛应用。在电厂水处理过程中，膜技术主要分为几下几类：（1）反渗透（Reverse Osmosis）；（2）超滤（Ultrafiltlation）；（3）纳滤（Nanofiltration）；（4）微滤（Microfilt ration）；（5）电除盐（Electrode ionization，EDI）；（6）渗析（D）；（7）电渗析（ED）。在上世纪70年代到80年代这10时间里，我国的膜技术被逐渐应用到电厂化学水处理过程中。膜技术在电厂化学水处理过程中，其良好的半透性，以及实用性等优势得到人们的普遍认识。该技术摒弃了传统的酸、碱化学试剂的使用，操作起来及其便利，且水处理的效果良好，水质质量稳定。到今天，反渗透技术在我国沿海，特别是东南地区的电厂中得到广范围内的应用，同时还可以解决当地缺水地区的水资源问题。总而言之，反渗透膜作为反渗透技术中的核心组成部分，在外部作用下，对待处理溶液中的离子、有机物等选择性的通过，进而实现待处理容易的纯化、浓缩、分离等目标。目前，膜分离技术已在水处理领域得到广范关注，其必将发展成为一种高效的废水处理技术，具有良好的发展空间。 1、膜分离技术现今阶段，膜分离技术的快速发展已为污水处理、海水淡化等问题给出了有效的解决方法。膜分离技术可分为多种实用的技术，其中与水处理相关的主要有一下五种[2]：（1）反渗透（Reverse Osmosis）；（2）超滤（Ultrafiltlation）；（3）纳滤（Nanofiltration）；（4）微滤（Microfiltration）；（5）电除盐（Electrode ionization，EDI）；（6）电渗析（Eleetrodialysis）；（7）渗析（Dialysis）。膜分离技术的处理过程一般为无相分离，同时可以在常温的条件下实现。较传统的分离技术：蒸发、沉淀等技术相比，膜分离技术具有耗能少、高效率、环保、操作简单、可靠性高等优势。其工作原理都是利用某种高分子材料制成半透膜，根据功能需要选择材料，从而完成水的分离与水中杂质去除的过程。例如，在锅炉的补给水生产过程中，利用反渗透技术取代经典的阳阴床一级除盐工序，也可以利用电除盐（Electrode ionization，EDI）来取代混床离子间的交换。其工序流程使：原水→原水预处理→反渗透（RO）→电除盐（Electrode ionization EDI）→给锅炉补给水。反渗透技术[3]，也被看作为横流过滤技术。反渗透技术是将待过滤液体以横向的方式通过反渗透膜，在一定压力作用下，流过反渗透膜的待处理液体可被直接淡化成了成品水。电除盐（Electrode ionization，EDI）技术[4]，其利用电场的作用将待处理液体中的无机离子去除。电除盐（Electrode ionization，EDI）技术有效地结合了经典的电渗析技术以及离子交换技术。电除盐（Electrode ionization，EDI）技术的

离子交换法应用总结

离子交换法的发展趋势及应用 1、离子交换分离法的发展离子交换技术有相当长的历史，早在1850 年就发现了土壤吸收铵盐时的离子交换现象，但离子交换作为一种现代分离手段,是在20 世纪40 年代人工合成了离子交换树脂以后的事。而某些经过磺化制得的天然产物都可用作离子交换剂。随着技术的发展研究制成了许多种性能优良的离子交换树脂，离子交换树脂是应用最广泛的离子交换剂。离子交换的选择性较高，适用于高纯度的分离和净化。 70 多年来离子交换分离法取得了突飞猛进的进展，随着近现代有机合成工业技术的迅速发展，开发了多种新的应用方法，应用范围日益扩大，已经由最初的水处理工业发展到当前的化工、电力、环境科学、食品加工和医疗药物等领域，特别是高新科技产业和科研领域中应用更加广泛。 2、离子交换分离法的应用 1）重金属污水处理工业近年来，一种将传统的离子交换与电渗析有机结合的技术——电去离子技术引起了人们的注意。电去离子技术是在电场的作用下将离子交换膜和离子交换树脂相结合，实现离子的深度脱除与浓缩的新型离子分离过程。将离子交换与电渗析有机的结合起来，具有离子交换深度除盐和电渗析连续除盐的优点，同时弥补了电渗析的浓差极化所造成的不良影响，而且避免了离子交换树脂酸碱再生所造成的二次污染。此外，在超纯水生产领域，目前将电去离子技术置于反渗透之后以取代传统的离子交换混床，已成为新一代清洁生产工艺的核心技术。随着研究的不断深入，电去离子技术将成为具有很大发展潜力的重金属废水处理技术，实现废水“零排放”。 2）食品工业离子交换树脂是食品和发酵工业产物中提纯、分离、浓缩、催化的良好材料。它广泛的应用于糖液的脱色、脱盐、软化，副产物的回收、分离、异构体拆分和，调节pH，葡萄糖与果糖的分离等。(1)在制酒工业中对酒类的去浊去酸去碱去SO 2 提取酒糟中的柠檬酸以及调节控制酿酒用水的水质；(2)在乳制品工业中提高乳制品的稳定性，调整乳制品中钙的含量，去除乳清中盐的含量；(3)其他方面的应用如油脂中脱酸脱咖啡因去金属离子；(4)食品添加剂的纯化、食品调味剂如

离子交换层析

实验二离子交换层析纯化兔血清IgG 【原理】 DEAE-Sephadex A-50 （二乙氨基- 乙基- 葡萄糖凝胶A-50 ）为弱碱性阴离子交换剂。用NaOH 将Cl - 型转变为OH - 型后，可吸附酸性蛋白。血清中的γ 球蛋白属于中性蛋白（等电点为pH6.85 ～7.5 ），其余均属酸性蛋白。pH7.2 ～7.4 的环境中。酸性蛋白均被DEAE-Sephadex A-50 吸附，只有γ 球蛋白便可在洗脱液中先流出，而其他蛋白则被吸附在柱上，从而便可分离获得纯化的IgG 。【试剂与器材】 1. DEAE-Sephadex A-50 2.0.5mol/L HCl 和NaOH 3.0.1mol/L pH7.4 PBS 4.0.1mol/L Tris-HCl(pH7.4)

5.0.02 ％NaN 3 6.PEG 7. 无水乙醇 8. 紫外分光光度计 9.1cm×20cm 玻璃层析柱 10. 自动部分收集器【操作步骤】 1 ．DEAE-Sephadex A-50 预处理称DEAE-Sephadex A-50 （下称A-50 ）5g ，悬于500ml 蒸馏水内，1h 后倾去上层细粒。按每克A-50 加0.5mol/L NaOH 15ml 的比例，将浸泡于0.5mol/L NaOH 液中，搅匀，静置30min ，装入布氏漏斗（垫有 2 层滤纸）中抽滤，并反复用蒸馏水抽洗至pH 呈中性；再以0.5mol/L HCl 同上操作过程处理，最后以0.5mol/L NaOH 再处理一次，处理完后，将A-50 浸泡于0.1mol/L pH7.4 PBS 中过夜。

2 ．装柱（ 1 ）将层析柱垂直固定于滴定架上，柱底垫一圆形尼龙纱，出水口接一乳胶或塑料管并关闭开关。（2 ）将0.1mol/L Tris-HCl(pH7.4) 沿玻璃棒倒入柱中至1/4 高度，再倒入经预处理并以同上缓冲液调成稀糊状的A-50 。待A-50 凝胶沉降2 ～3cm 高时，开启出水口螺旋夹，控制流速1ml/min ，同时连续倒入糊状A-50 凝胶至所需高度。（ 3 ）关闭出水口，待A-50 凝胶完全沉降后，柱面放一圆形滤纸片，以橡皮塞塞紧柱上口，通过插入橡皮塞之针头及所连接的乳胶或塑料管与洗脱液瓶相连接。 3 ．平衡启开出水口螺旋夹，控制流速 4 滴/min ，使约2 倍床体积的洗脱液流出。并以pH 计与电导仪分别测定洗脱液及流出液之PH 值与离子强度，两者达到一致时关闭出水口，停止平衡。 4 ．加样及洗脱启开上口橡皮塞及下口螺旋夹，使柱中液体缓慢滴出，当柱面液体与柱面相切时，立即关闭出水口，以毛细滴管沿柱壁加入样品（0.5ml 血清，体积应小于床体积的2% ，蛋白浓度以＜100mg 为宜）。松开出水口螺旋夹使面样品缓慢进入柱内，至与柱面

离子交换膜电化学中的应用

1.如图所示阴阳膜组合电解装置用于循环脱硫，用NaOH溶液在反应池中吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解又制得 NaOH。其中a、b离子交换膜将电解槽分为三个区域，电极材料为石墨，产品C为H2SO4溶液。下列说法正确的是（） A. b为只允许阳离子通过的离子交换膜 B. 阴极区中B最初充入稀NaOH溶液,产品E为氧气 C. 反应池采用气、液逆流方式,目的是使反应更充分 D. 阳极的电极反应式为 2.如图是利用一种微生物将废水中的有机物（如淀粉）和废气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是（） A.质子透过阳离子交换膜由右向左移动 B. 电子流动方向为 C. M电极反应式： D. 当M电极微生物将废水中 g淀粉转化掉时,N电极产生 L 标况下 3.三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是（） A. 通电后中间隔室的离子向正极迁移,正极区溶液pH增大 B. 该法在处理含废水时可以得到NaOH和产品 C. 负极反应为,负极区溶液pH降低 D. 当电路中通过1mol电子的电量时,会有的生成 4.某电源装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2=2AgCl．下列说法正确的是（） A. 正极反应为 B. 放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C. 若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变 D. 当电路中转移时,交换膜左侧溶液中约减少离子 5.科学家用氮化镓（GaN）材料与铜作电极组装如图所示的人工光合系统，成功地实现了

离子交换膜

离子交换膜的研究进展与工业应用摘要:简要介绍了离子交换膜的发展背景及工业应用，主要介绍了均相离子交换膜，也是未来离子交换膜的主要研究发展方向关键词：离子交换膜、发展背景、工业应用、均相离子交换膜 1 离子交换膜技术 1.1离子交换膜的基本概念离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。[1]离子交换膜按功能及结构的不同，可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同，但为膜的形式。根据膜体结构(或按制造工艺)的不同，离子交换膜分为异相膜、均相膜和半均相膜三种。无论是均相膜还是非均相膜，在空气中都会失水干燥而变脆或破裂，故必须保存在水中[2]。 1.2离子交换膜的原理[3] 和粒状离子交换树脂一样，离子交换膜中的功能团在水溶液中会发生离解，产生阳(或阴)离子进入周围的溶液，致使膜带有负(或正)电荷，为保持电性中和，膜就会吸引外部溶液中的阳(或阴)离子，通过膜的离解和吸引作用全过程，使得外部溶液中的阳(或阴)离子从膜的一侧选择透过到另一侧，而不会或很少使溶液中与膜带同性电荷的离子透过。如果使用阴离子交换膜，因为膜孔骨架上的正电基构成强烈的正电场，就使得只准阴离子透过，而阳离子不会透过。同时，阳极 2-)来说，区产生的H+不能进入阴极区。对于溶液中各种不同的反电离子(OH-；S0 4 由于它们在膜中的扩散系数各不相同(例如水合离子半径不同)，以及膜中空隙筛过离子的能力不同，因此，采用离子交换膜能够进行分离，正是利用这种选择透过性。从以上膜的工作原理看，外部溶液与膜之间的离子传递，并不是真正的离子交换，而是选择渗析，这两者的工作原理差别很大。粒状离子交换树脂在使用上需要分为吸附一淋洗(解吸)一再生等步骤。而离子交换膜不需再生等步骤，可以连续作用，同时，两者在工业上的使用范围也有很大的不同，前者主要用于富集和分离相似元素，后者主要用于渗析、电渗析和作为电解过程的隔膜等。 1.3离子交换膜的发展背景 Juda[1]在1949年发明了离子交换膜，并于1950年成功地研制了第一张具有商业用途的离子交换膜，1956年首次成功地用于电渗析脱盐工艺上[4]。从此离子交换膜成为一个新的技术领域受到日本及欧美等国的充分重视。50余年来，在应用过程中对离子交换膜做了很多改进，从初期性能差的非均相发展到适合于工业生产的、性能较好的均相离子交换膜，从单一电渗析水处理用膜发展到扩散渗析用膜、离子选择透过性膜和抗污染用膜．应用方面除了通常的电渗析外，还拓展到电解、渗透蒸发、质子燃料电池及其电渗析为基础的过程集成[6]。我国离子交换膜的研制始于20世纪60年代，当时研制的是非均相膜，主要用于苦