工業半透膜
電滲析使用的半滲透膜其實是一種離子交換膜。這種離子交換膜按離子的電荷性內質可容分為陽離子交換膜(陽膜)和陰離子交換膜(陰膜)兩種。在電解質水溶液中,陽膜允許陽離子透過而排斥阻擋陰離子,陰膜允許陰離子透過而排斥阻擋陽離子,這就是離子交換膜的選擇透過性。在電滲析過程中,離子交換膜不像離子交換樹脂那樣與水溶液中的某種離子發生交換,而只是對不同電性的離子起到選擇性透過作用,即離子交換膜不需再生。電滲析工藝的電極和膜組成的隔室稱為極室,其中發生的電化學反應與普通的電極反應相同。陽極室內發生氧化反應,陽極水呈酸性,陽極本身容易被腐蝕。陰極室內發生還原反應,陰極水呈鹼性,陰極上容易結垢.
利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質粒子(如離子)的方法稱為滲析。在電場作用下進行滲析時,溶液中的帶電的溶質粒子(如離子)通過膜而遷移的現象稱為電滲析。利用電滲析進行提純和分離物質的技術稱為電滲析法,它是20世紀50年代發展起來的一種新技術,最初用於海水淡化,現在廣泛用於化工、輕工、冶金、造紙、醫葯工業,尤以制備純水和在環境保護中處理三廢最受重視,例如用於酸鹼回收、電鍍廢液處理以及從工業廢水中回收有用物質等。
2. 水分子進出半透膜與進出細胞膜原理不同嗎
一定是不同的
透膜是一種只讓某些分子和離子擴散進出的薄膜,一般來說,半透膜只允許離子和小分子物質通過,而生物大分子物質不能自由通過半透膜,原因是半透膜的孔隙的大小比離子和小分子大,但比生物大分子例如蛋白質、澱粉等小,如羊皮紙、玻璃紙等都屬於半透膜。
半透膜透過物質具有選擇性的薄膜。一般只允透過溶劑或溶劑和小分子溶質而不允許過大分子溶質。如玻璃紙只允許水透過蔗糖溶液中,而蔗糖分子不能透過;動物的膀胱允許水透過,而不允許酒精分子過;灼熱的鈀或鉑允許氫透過,而氬分子不能透過。半透膜可用多種高分子材料製成,用以分離不同分子量的物質,定滲透壓和氣體分壓等。半透膜主要應於膜分離技術中的反滲透和超濾。應用反滲透過程時稱為反滲透膜,它是具有水性基團的薄膜,膜不僅具有篩濾作還有對水分子的優先吸附作用。常於反滲透的膜有醋酸纖維素膜、芳香聚胺膜、聚苯並咪唑膜等。半透膜可以制板狀、管狀和中空纖維狀,也應用於擴滲析。膜的表皮層微孔孔徑為0.6~0.9nm,臨界孔徑為1.3nm。孔徑較大的半透膜應用於超過濾,稱為超過濾膜,它在0.07~0.7MPa(0.7~7kgf/cm2)壓力下工作,用於分離直徑10nm以內的分子和微粒,其透過性能屬篩分原理。在污水處理中用到的膜過程有電滲析、反滲透和超濾,其所用的均為半透膜。半透膜應用在工業廢水治理,有的已有生產規模,有的還在實驗室研究階段。
細胞膜主要是由磷脂構成的富有彈性的半透性膜,膜厚7~8nm,對於動物細胞來說,其膜外側與外界環境相接觸。其主要功能是選擇性地交換物質,吸收營養物質,排出代謝廢物,分泌與運輸蛋白質。
細胞膜是防止細胞外物質自由進入細胞的屏障,它保證了細胞內環境的相對穩定,使各種生化反應能夠有序運行。但是細胞必須與周圍環境發生信息、物質與能量的交換,才能完成特定的生理功能,因此細胞必須具備一套物質轉運體系,用來獲得所需物質和排出代謝廢物。據估計細胞膜上與物質轉運有關的蛋白占核基因編碼蛋白的15~30%,細胞用在物質轉運方面的能量達細胞總消耗能量的三分之二。
原始生命向細胞進化所獲得的重要形態特徵之一,是生命物質外面出現了一層膜性結構,即「細胞膜」。細胞膜位於細胞表面,厚度通常為7~8nm,由脂類和蛋白質組成。它最重要的特性是半透性,或稱選擇透過性,對進出入細胞的物質有很強的選擇透過性。細胞膜和細胞內膜系統統稱為生物膜(biomembrane),具有相同的基本結構特徵。
3. 什麼是半透膜
半透膜
透膜是一種只讓某些分子和離子擴散進出的薄膜,一般來說,半透膜只允許離子和小分子物質通過,而生物大分子物質不能自由通過半透膜,原因是半透膜的孔隙的大小比離子和小分子大,但比生物大分子例如蛋白質、澱粉等小,如羊皮紙、玻璃紙等都屬於半透膜。
半透膜一般只允透過溶劑或溶劑和小分子溶質而不允許過大分子溶質。如玻璃紙只允許水透過蔗糖溶液中,而蔗糖分子不能透過;動物的膀胱允許水透過,而不允許酒精分子過;灼熱的鈀或鉑允許氫透過,而氬分子不能透過。半透膜可用多種高分子材料製成,用以分離不同分子量的物質,定滲透壓和氣體分壓等。半透膜主要應於膜分離技術中的反滲透和超濾。應用反滲透過程時稱為反滲透膜,它是具有水性基團的薄膜,膜不僅具有篩濾作還有對水分子的優先吸附作用。常於反滲透的膜有醋酸纖維素膜、芳香聚胺膜、聚苯並咪唑膜等。半透膜可以制板狀、管狀和中空纖維狀,也應用於擴滲析。膜的表皮層微孔孔徑為0.6~0.9nm,臨界孔徑為1.3nm。孔徑較大的半透膜應用於超過濾,稱為超過濾膜,它在0.07~0.7MPa(0.7~7kgf/cm2)壓力下工作,用於分離直徑10nm以內的分子和微粒,其透過性能屬篩分原理。在污水處理中用到的膜過程有電滲析、反滲透和超濾,其所用的均為半透膜。半透膜應用在工業廢水治理,有的已有生產規模,有的還在實驗室研究階段。
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4. 化學中常見的半透膜有哪些
細胞膜、膀胱膜、羊皮紙以及人工制的膠棉薄膜等
半透膜(英語:semipermeable membrane)是一種只給某種分子或離內子擴散進出的薄膜容,對不同粒子的通過具有選擇性的薄膜。例如細胞膜、膀胱膜、羊皮紙以及人工制的膠棉薄膜等。現代半透膜還用於多孔性壁(如無釉陶瓷)並使適當的化合物(如鐵氰化銅)沉澱於其孔隙中製成。半透膜用於滲透溶膠和測定滲透壓強等。生物吸取養分也是通過半透膜進行的。反滲透制純水是用高分子材料經過特殊工藝製成的半透膜,它只允許水分子透過,而不允許溶質通過。用高壓泵使處於半透膜一側的原水壓力超過滲透壓時,原水中的水分子就能夠透過半透膜進入另一側,從而獲得純凈水。而原水中的溶解與非溶解的無機鹽,重金屬離子,有機物,菌體,膠體等物質無法通過半透膜,只能留在濃縮水中被放掉。 反滲透設備廣泛應用於醫葯行業、飲料行業、電子、電力行業等。
5. 生物膜(即半透膜)在生活各方面的應用。請詳細說明。(比如農業上,工業上等)
模擬生物膜可以處理污水,淡化海水
研究生物膜可以尋找改善農作物品質的新途徑
通過膜生物工程技術可以診斷、治療疾病,改變細胞的遺傳特性
6. 半透膜與選擇透過性膜有什麼不同各自包括哪些
半透膜是指一些物質可以透過,另一些物質不能透過的多孔性薄膜。例如:玻璃紙,花生種皮,豬腸衣,雞卵的卵殼膜,離體的膀胱膜,蠶豆種皮,魚鰾,青蛙皮,火棉膠等。根據半透膜是否具有生命現象可分為生物膜和非生物膜。
選擇性透過膜是具有活性的生物膜,它對物質的通過既具有半透膜的物理性質,還具有主動的選擇性,如細胞膜。因此,具有選擇透過性的膜必然具有半透性,而具有半透性的膜不一定具有選擇性透過,活性的生物膜才具有選擇透過性。
下面是直接的應用
反滲透技術是當今最先進和最節能有效的膜分離技術。反滲透膜、鈉濾設備、PP棉等其原理是在高於溶液滲透壓的作用下,依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由於反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為10A左右),因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等(去除率高達97-98%)。系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。本公司與日本日東電工美國HYDRANAUTICS(海德能)公司及陶氏FILMTEC公司合作,採用CAD計算機模擬設計,確保了系統的科學合理。
反滲透技術通常用於海水、苦鹹水的淡水;水的軟化處理;廢水處理以及食品、醫葯工業、化學工業的提純、濃縮、分離等方面。此外,反滲透技術應用於預除鹽處理也取得較好的效果,能夠使離子交換樹脂的負荷減輕松90%以上,樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此,不僅節約費用,而且還有利於環境保護。反滲透技術還可用於除於水中的微粒、有機物質、膠體物,對減輕離子交換樹脂的污染,延長使用壽命都有著良好的作用。
反滲透是目前高純水制備中應用最廣泛的一種脫鹽技術,它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機物,反滲透(RO)、超過濾(UF)、微孔膜過濾(MF)和電滲析(ED)技術都屬於膜分離技術。
7. 工業反滲透設備的工作原理
滲透現象在自然界是常見的,比如將一根黃瓜放入鹽水中,黃瓜就會失水而變小。黃瓜中的水分子進入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時間就可以發現純水液面降低了,而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現象叫做滲透現象。鹽水液面升高不是無止境的,到了一定高度就會達到一個平衡點。這時隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關。
在以上裝置達到平衡後,如果在鹽水端液面上施加一定壓力,此時,水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現象被稱為反滲透現象。如果將鹽水加入以上設施的一端,並在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力,我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。反滲透設施生產純水的關鍵有兩個,一是一個有選擇性的膜,我們稱之為半透膜,二是一定的壓力。
簡單地說,反滲透半透膜上有眾多的孔,這些孔的大小與水分子的大小相當,由於細菌、病毒、大部分有機污染物和水合離子均比水分子大得多,因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離。在水中眾多種雜質中,溶解性鹽類是最難清除的.因此,經常根據除鹽率的高低來確定反滲透的凈水效果.反滲透除鹽率的高低主要決定於反滲透半透膜的選擇性。目前,較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達99.7%。
8. 工業反滲透膜有哪些試驗方法
一般來最常用的就是動源態模擬實驗。還有壓力測試等測試方法。
動態模擬實驗就是模擬反滲透膜的運行環境,來檢測反滲透膜的各種數據。
壓力測試一般是測試反滲透設備能夠達到的最大承壓,以及根據壓力來檢測產水流量。
為了保證反滲透膜正常運行以及延長壽命,一定要添加殺菌劑,殺菌滅藻葯劑,要定期保養清洗。要想獲得更多反滲透膜的知識,網路搜索欣格瑞即可。
9. 膠體能否透過半透膜
膠體不能透過半透膜。利用半透膜能透過小分子和小離子,但不能透過膠體粒子的性質從溶膠中除掉作為雜質的小分子。
就是由於這個原理,才能分離膠溶體(膠體和溶液的混合物),因為溶液的粒子半徑小於1納米;膠體是指直徑在1-100納米的分散質。
膠體是不能通過半透膜的,所以,用一般的濾紙是不能過濾出膠體的,而是用半透膜來過濾膠體的。
生物大分子物質不能自由通過半透膜,原因是半透膜的孔隙的大小比離子和小分子大,但比生物大分子例如蛋白質、澱粉等小,如羊皮紙、玻璃紙等都屬於半透膜。
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玻璃紙只允許水透過蔗糖溶液中,而蔗糖分子不能透過;動物的膀胱允許水透過,而不允許酒精分子過;灼熱的鈀或鉑允許氫透過,而氬分子不能透過。
半透膜可用多種高分子材料製成,用以分離不同分子量的物質,定滲透壓和氣體分壓等。半透膜主要應於膜分離技術中的反滲透和超濾。
應用反滲透過程時稱為反滲透膜,它是具有水性基團的薄膜,膜不僅具有篩濾作還有對水分子的優先吸附作用。常於反滲透的膜有醋酸纖維素膜、芳香聚胺膜、聚苯並咪唑膜等。半透膜可以制板狀、管狀和中空纖維狀,也應用於擴滲析。
膜的表皮層微孔孔徑為0.6~0.9nm,臨界孔徑為1.3nm。孔徑較大的半透膜應用於超過濾,稱為超過濾膜,它在0.07~0.7MPa(0.7~7kgf/cm2)壓力下工作,用於分離直徑10nm以內的分子和微粒,其透過性能屬篩分原理。
在污水處理中用到的膜過程有電滲析、反滲透和超濾,其所用的均為半透膜。半透膜應用在工業廢水治理,有的已有生產規模,有的還在實驗室研究階段。
10. 工業用納濾膜過濾有哪些幾種方式
納濾是一種特殊而又很有前途的分離膜品種,它因能截留物質的大小約為1納米(0.001微米)而得名,納濾的操作區間介於超濾和反滲透之間,它截留有機物的分子量大約為200~400左右,截留溶解性鹽的能力為20~98%之間,對單價陰離子鹽溶液的脫除率低於高價陰離子鹽溶液,如氯化鈉及氯化鈣的脫除率為20~80%,而硫酸鎂及硫酸鈉的脫除率為90~98%。納濾膜一般用於去除地表水的有機物和色度,脫除井水的硬度及放射性鐳,部分去除溶解性鹽,濃縮食品以及分離葯品中的有用物質等,納濾膜運行壓力一般為3.5~16bar。
納濾
納濾原理
納濾與反滲透沒有明顯的界限。納濾膜對溶解性鹽或溶質不是完美的阻擋層,這些溶質透過納濾膜的高低取決於鹽份或溶質及納濾膜的種類,透過率越低,納濾膜兩側的滲透壓就越高,也就越接近反滲透過程,相反,如果透過率越高,納濾膜兩側的滲透壓就越低,滲透壓對納濾過程的影響就越小。
反滲透和納濾過程
根據反滲透和納濾原理可知,滲透和反滲透及納濾必須與具有允許溶劑(水分子)透過的半透膜(反滲透膜或納濾膜)聯系在一起才有意義,才會出現滲透現象和反滲透或納濾操作。
納濾膜:允許溶劑分子或某些低分子量溶質或低價離子透過的一種功能性的半透膜稱為納濾膜;
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