工业半透膜
电渗析使用的半渗透膜其实是一种离子交换膜。这种离子交换膜按离子的电荷性内质可容分为阳离子交换膜(阳膜)和阴离子交换膜(阴膜)两种。在电解质水溶液中,阳膜允许阳离子透过而排斥阻挡阴离子,阴膜允许阴离子透过而排斥阻挡阳离子,这就是离子交换膜的选择透过性。在电渗析过程中,离子交换膜不像离子交换树脂那样与水溶液中的某种离子发生交换,而只是对不同电性的离子起到选择性透过作用,即离子交换膜不需再生。电渗析工艺的电极和膜组成的隔室称为极室,其中发生的电化学反应与普通的电极反应相同。阳极室内发生氧化反应,阳极水呈酸性,阳极本身容易被腐蚀。阴极室内发生还原反应,阴极水呈碱性,阴极上容易结垢.
利用半透膜的选择透过性来分离不同的溶质粒子(如离子)的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时,溶液中的带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移的现象称为电渗析。利用电渗析进行提纯和分离物质的技术称为电渗析法,它是20世纪50年代发展起来的一种新技术,最初用于海水淡化,现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸、医药工业,尤以制备纯水和在环境保护中处理三废最受重视,例如用于酸碱回收、电镀废液处理以及从工业废水中回收有用物质等。
2. 水分子进出半透膜与进出细胞膜原理不同吗
一定是不同的
透膜是一种只让某些分子和离子扩散进出的薄膜,一般来说,半透膜只允许离子和小分子物质通过,而生物大分子物质不能自由通过半透膜,原因是半透膜的孔隙的大小比离子和小分子大,但比生物大分子例如蛋白质、淀粉等小,如羊皮纸、玻璃纸等都属于半透膜。
半透膜透过物质具有选择性的薄膜。一般只允透过溶剂或溶剂和小分子溶质而不允许过大分子溶质。如玻璃纸只允许水透过蔗糖溶液中,而蔗糖分子不能透过;动物的膀胱允许水透过,而不允许酒精分子过;灼热的钯或铂允许氢透过,而氩分子不能透过。半透膜可用多种高分子材料制成,用以分离不同分子量的物质,定渗透压和气体分压等。半透膜主要应于膜分离技术中的反渗透和超滤。应用反渗透过程时称为反渗透膜,它是具有水性基团的薄膜,膜不仅具有筛滤作还有对水分子的优先吸附作用。常于反渗透的膜有醋酸纤维素膜、芳香聚胺膜、聚苯并咪唑膜等。半透膜可以制板状、管状和中空纤维状,也应用于扩渗析。膜的表皮层微孔孔径为0.6~0.9nm,临界孔径为1.3nm。孔径较大的半透膜应用于超过滤,称为超过滤膜,它在0.07~0.7MPa(0.7~7kgf/cm2)压力下工作,用于分离直径10nm以内的分子和微粒,其透过性能属筛分原理。在污水处理中用到的膜过程有电渗析、反渗透和超滤,其所用的均为半透膜。半透膜应用在工业废水治理,有的已有生产规模,有的还在实验室研究阶段。
细胞膜主要是由磷脂构成的富有弹性的半透性膜,膜厚7~8nm,对于动物细胞来说,其膜外侧与外界环境相接触。其主要功能是选择性地交换物质,吸收营养物质,排出代谢废物,分泌与运输蛋白质。
细胞膜是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障,它保证了细胞内环境的相对稳定,使各种生化反应能够有序运行。但是细胞必须与周围环境发生信息、物质与能量的交换,才能完成特定的生理功能,因此细胞必须具备一套物质转运体系,用来获得所需物质和排出代谢废物。据估计细胞膜上与物质转运有关的蛋白占核基因编码蛋白的15~30%,细胞用在物质转运方面的能量达细胞总消耗能量的三分之二。
原始生命向细胞进化所获得的重要形态特征之一,是生命物质外面出现了一层膜性结构,即“细胞膜”。细胞膜位于细胞表面,厚度通常为7~8nm,由脂类和蛋白质组成。它最重要的特性是半透性,或称选择透过性,对进出入细胞的物质有很强的选择透过性。细胞膜和细胞内膜系统统称为生物膜(biomembrane),具有相同的基本结构特征。
3. 什么是半透膜
半透膜
透膜是一种只让某些分子和离子扩散进出的薄膜,一般来说,半透膜只允许离子和小分子物质通过,而生物大分子物质不能自由通过半透膜,原因是半透膜的孔隙的大小比离子和小分子大,但比生物大分子例如蛋白质、淀粉等小,如羊皮纸、玻璃纸等都属于半透膜。
半透膜一般只允透过溶剂或溶剂和小分子溶质而不允许过大分子溶质。如玻璃纸只允许水透过蔗糖溶液中,而蔗糖分子不能透过;动物的膀胱允许水透过,而不允许酒精分子过;灼热的钯或铂允许氢透过,而氩分子不能透过。半透膜可用多种高分子材料制成,用以分离不同分子量的物质,定渗透压和气体分压等。半透膜主要应于膜分离技术中的反渗透和超滤。应用反渗透过程时称为反渗透膜,它是具有水性基团的薄膜,膜不仅具有筛滤作还有对水分子的优先吸附作用。常于反渗透的膜有醋酸纤维素膜、芳香聚胺膜、聚苯并咪唑膜等。半透膜可以制板状、管状和中空纤维状,也应用于扩渗析。膜的表皮层微孔孔径为0.6~0.9nm,临界孔径为1.3nm。孔径较大的半透膜应用于超过滤,称为超过滤膜,它在0.07~0.7MPa(0.7~7kgf/cm2)压力下工作,用于分离直径10nm以内的分子和微粒,其透过性能属筛分原理。在污水处理中用到的膜过程有电渗析、反渗透和超滤,其所用的均为半透膜。半透膜应用在工业废水治理,有的已有生产规模,有的还在实验室研究阶段。
详见 网络
4. 化学中常见的半透膜有哪些
细胞膜、膀胱膜、羊皮纸以及人工制的胶棉薄膜等
半透膜(英语:semipermeable membrane)是一种只给某种分子或离内子扩散进出的薄膜容,对不同粒子的通过具有选择性的薄膜。例如细胞膜、膀胱膜、羊皮纸以及人工制的胶棉薄膜等。现代半透膜还用于多孔性壁(如无釉陶瓷)并使适当的化合物(如铁氰化铜)沉淀于其孔隙中制成。半透膜用于渗透溶胶和测定渗透压强等。生物吸取养分也是通过半透膜进行的。反渗透制纯水是用高分子材料经过特殊工艺制成的半透膜,它只允许水分子透过,而不允许溶质通过。用高压泵使处于半透膜一侧的原水压力超过渗透压时,原水中的水分子就能够透过半透膜进入另一侧,从而获得纯净水。而原水中的溶解与非溶解的无机盐,重金属离子,有机物,菌体,胶体等物质无法通过半透膜,只能留在浓缩水中被放掉。 反渗透设备广泛应用于医药行业、饮料行业、电子、电力行业等。
5. 生物膜(即半透膜)在生活各方面的应用。请详细说明。(比如农业上,工业上等)
模拟生物膜可以处理污水,淡化海水
研究生物膜可以寻找改善农作物品质的新途径
通过膜生物工程技术可以诊断、治疗疾病,改变细胞的遗传特性
6. 半透膜与选择透过性膜有什么不同各自包括哪些
半透膜是指一些物质可以透过,另一些物质不能透过的多孔性薄膜。例如:玻璃纸,花生种皮,猪肠衣,鸡卵的卵壳膜,离体的膀胱膜,蚕豆种皮,鱼鳔,青蛙皮,火棉胶等。根据半透膜是否具有生命现象可分为生物膜和非生物膜。
选择性透过膜是具有活性的生物膜,它对物质的通过既具有半透膜的物理性质,还具有主动的选择性,如细胞膜。因此,具有选择透过性的膜必然具有半透性,而具有半透性的膜不一定具有选择性透过,活性的生物膜才具有选择透过性。
下面是直接的应用
反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。反渗透膜、钠滤设备、PP棉等其原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右),因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达97-98%)。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。本公司与日本日东电工美国HYDRANAUTICS(海德能)公司及陶氏FILMTEC公司合作,采用CAD计算机模拟设计,确保了系统的科学合理。
反渗透技术通常用于海水、苦咸水的淡水;水的软化处理;废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。此外,反渗透技术应用于预除盐处理也取得较好的效果,能够使离子交换树脂的负荷减轻松90%以上,树脂的再生剂用量也可减少90%。因此,不仅节约费用,而且还有利于环境保护。反渗透技术还可用于除于水中的微粒、有机物质、胶体物,对减轻离子交换树脂的污染,延长使用寿命都有着良好的作用。
反渗透是目前高纯水制备中应用最广泛的一种脱盐技术,它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物,反渗透(RO)、超过滤(UF)、微孔膜过滤(MF)和电渗析(ED)技术都属于膜分离技术。
7. 工业反渗透设备的工作原理
渗透现象在自然界是常见的,比如将一根黄瓜放入盐水中,黄瓜就会失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了,而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的,到了一定高度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。
在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一定压力,此时,水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。如果将盐水加入以上设施的一端,并在该端施加超过该盐水渗透压的压力,我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净水的原理。反渗透设施生产纯水的关键有两个,一是一个有选择性的膜,我们称之为半透膜,二是一定的压力。
简单地说,反渗透半透膜上有众多的孔,这些孔的大小与水分子的大小相当,由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多,因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。在水中众多种杂质中,溶解性盐类是最难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前,较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
8. 工业反渗透膜有哪些试验方法
一般来最常用的就是动源态模拟实验。还有压力测试等测试方法。
动态模拟实验就是模拟反渗透膜的运行环境,来检测反渗透膜的各种数据。
压力测试一般是测试反渗透设备能够达到的最大承压,以及根据压力来检测产水流量。
为了保证反渗透膜正常运行以及延长寿命,一定要添加杀菌剂,杀菌灭藻药剂,要定期保养清洗。要想获得更多反渗透膜的知识,网络搜索欣格瑞即可。
9. 胶体能否透过半透膜
胶体不能透过半透膜。利用半透膜能透过小分子和小离子,但不能透过胶体粒子的性质从溶胶中除掉作为杂质的小分子。
就是由于这个原理,才能分离胶溶体(胶体和溶液的混合物),因为溶液的粒子半径小于1纳米;胶体是指直径在1-100纳米的分散质。
胶体是不能通过半透膜的,所以,用一般的滤纸是不能过滤出胶体的,而是用半透膜来过滤胶体的。
生物大分子物质不能自由通过半透膜,原因是半透膜的孔隙的大小比离子和小分子大,但比生物大分子例如蛋白质、淀粉等小,如羊皮纸、玻璃纸等都属于半透膜。
(9)工业半透膜扩展阅读
玻璃纸只允许水透过蔗糖溶液中,而蔗糖分子不能透过;动物的膀胱允许水透过,而不允许酒精分子过;灼热的钯或铂允许氢透过,而氩分子不能透过。
半透膜可用多种高分子材料制成,用以分离不同分子量的物质,定渗透压和气体分压等。半透膜主要应于膜分离技术中的反渗透和超滤。
应用反渗透过程时称为反渗透膜,它是具有水性基团的薄膜,膜不仅具有筛滤作还有对水分子的优先吸附作用。常于反渗透的膜有醋酸纤维素膜、芳香聚胺膜、聚苯并咪唑膜等。半透膜可以制板状、管状和中空纤维状,也应用于扩渗析。
膜的表皮层微孔孔径为0.6~0.9nm,临界孔径为1.3nm。孔径较大的半透膜应用于超过滤,称为超过滤膜,它在0.07~0.7MPa(0.7~7kgf/cm2)压力下工作,用于分离直径10nm以内的分子和微粒,其透过性能属筛分原理。
在污水处理中用到的膜过程有电渗析、反渗透和超滤,其所用的均为半透膜。半透膜应用在工业废水治理,有的已有生产规模,有的还在实验室研究阶段。
10. 工业用纳滤膜过滤有哪些几种方式
纳滤是一种特殊而又很有前途的分离膜品种,它因能截留物质的大小约为1纳米(0.001微米)而得名,纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间,它截留有机物的分子量大约为200~400左右,截留溶解性盐的能力为20~98%之间,对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液,如氯化钠及氯化钙的脱除率为20~80%,而硫酸镁及硫酸钠的脱除率为90~98%。纳滤膜一般用于去除地表水的有机物和色度,脱除井水的硬度及放射性镭,部分去除溶解性盐,浓缩食品以及分离药品中的有用物质等,纳滤膜运行压力一般为3.5~16bar。
纳滤
纳滤原理
纳滤与反渗透没有明显的界限。纳滤膜对溶解性盐或溶质不是完美的阻挡层,这些溶质透过纳滤膜的高低取决于盐份或溶质及纳滤膜的种类,透过率越低,纳滤膜两侧的渗透压就越高,也就越接近反渗透过程,相反,如果透过率越高,纳滤膜两侧的渗透压就越低,渗透压对纳滤过程的影响就越小。
反渗透和纳滤过程
根据反渗透和纳滤原理可知,渗透和反渗透及纳滤必须与具有允许溶剂(水分子)透过的半透膜(反渗透膜或纳滤膜)联系在一起才有意义,才会出现渗透现象和反渗透或纳滤操作。
纳滤膜:允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜称为纳滤膜;
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