2022-05-23 01:54:31

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渗析是溶质分子在浓度差推动下扩散透过半透膜的过程。在渗析的同时,还伴有渗透(osmosis),这是溶剂透过膜的迁移,渗透也是浓度差推动下的过程,与渗析相反。如果连续移走渗透的组分,,而使两侧的浓度一直存在,就会得到高标准的分离效果。渗析常常在普通操作中被渗透所覆盖,这样就降低了原始溶液的浓度,因此整个渗析过程的推动力就降低了,这是一个很大的缺点。渗析(dialysis)法是最古老的方法,但随着膜技术的发展,它也是一种新技术。

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基本信息

  • 中文名称

    渗析

  • 别名

    透析

  • 定义

    浓度差为推动力的膜分离操作

  • 作用

    性质溶质的分离

目录

折叠 编辑本段 简介

渗析:又称透析。一种以浓度差为推动力的膜分离操作,利用膜对溶质选择透过性,实现不同性质溶质的分离。即利用半透膜能透过小分子和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或离子的过程。

渗析是溶质在浓度梯度的作用下,从给体穿过膜进入受体相的过程。在膜渗析中,单位时间内透过膜的溶质分子数(通量) 与膜的面积和厚度、溶质的浓度梯度扩散系数等因素有关。而扩散系数又由样品的粘度、温度、膜的孔径大小等因素决定。影响通量的另一重要因素是与膜的孔径相关的截留分子量(MWCO) 。

渗析时将胶体溶液置于由半透膜构成的渗析器内,器外则定期更换胶体溶液的分散介质(通常是水),即可达到纯化胶体的目的。渗析时外加直流电场常常可以加速小离子自膜内向膜外的扩散,为电渗析(electrodialysis)。

折叠 编辑本段 详细解释

利用半透膜选择透过性分离不同溶质的粒子的方法。在电场作用下进行溶液中带电溶质粒子(如离子、胶体粒子等)的渗析称为电渗析。电渗析广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、海水淡化、环境保护等领域;近年来更推广应用于氨基酸、蛋白质、血清等生物制品提纯和研究。电渗析器种类较多,W.鲍里的三室型具有代表性,其构造见图。电渗析器由阳极室、中间室及阴极室三室组成,中间DD为封接良好的半透膜,E为Pt、Ag、Cu等片状或棒状电极,F为连接中间室的玻璃管,作洗涤用,S为PH计。电渗析实质上是除盐技术。电渗析器中正、负离子交换膜具有选择透过性,器内放入含盐溶液,在直流电的作用下,正、负离子透过膜分别向阴、阳极迁移。最后在两个膜之间的中间室内,盐的浓度降低,阴、阳极室内为浓缩室。电渗析方法可以对电解质溶质或某些物质进行淡化、浓缩、分离或制备某些电解产品。实际应用时,通常用上百对以上交换膜,以提高分离效率。电渗析过程中,离子交换膜透过性、离子浓差扩散、水的透过、极化电离等因素都会影响分离效率。

折叠 常见渗析材料

人们早就发现,一些动物膜,如膀胱膜、羊皮纸(又称工业羊皮纸,是一种半透明的包装纸,它主要供包装机器零件、仪表、化工药品等。制造羊皮纸的主要原料是化学木浆破布浆,把原料抄成纸页后再送入72%浓硫酸浴槽内处理几分钟,这道工序称为"羊皮纸"作用。羊皮纸的特征是结构紧密,防油性强,防水,湿强度大,不透气,弹性较好,该纸经过羊皮化,具有高强度及一定的耐折度。可作半透膜。),有分隔水溶液中某些溶解物质(溶质)的作用。例如,食盐能透过羊皮纸,而糖、淀粉、树胶等则不能。如果用羊皮纸或其他半透膜包裹一个穿孔杯,杯中满盛盐水,放在一个盛放清水的烧杯中,隔上一段时间,我们会发现烧杯内的清水带有咸味,表明盐的分子已经透过羊皮纸或半透膜进入清水。如果把穿孔杯中的盐水换成糖水,则会发现烧杯中的清水不会带甜味。显然,如果把盐和糖的混合液放在穿孔杯内,并不断地更换烧杯里的清水,就能把穿孔杯中混合液内的食盐基本上都分离出来,使混合液中的糖和盐得到分离。这种方法叫渗析法。起渗析作用的薄膜,因对溶质渗透性有选择作用,故叫半透膜。近年来半透膜有很大的发展,出现很多由高分子化合物制造的人造薄膜,不同的薄膜有不同的选择渗析性。半透膜的渗析作用有三种类型:①依靠薄膜中"孔道"的大,小分离大小不同的分子或粒子;②依靠薄膜的离子结构分离性质不同的离子,例如用阳离子交换树脂做成的薄膜可以透过阳离子,叫阳离子交换膜,用阴离子树脂做成的薄膜可以透过阴离子,叫阴离子交换膜;③依靠薄膜:的有选择的溶解性分离某些物质,例如醋酸纤维膜有溶解某些液体和气体的性能,而使这些物质透过薄膜。一种薄膜只要具备上述三种作用之一,就能有选择地让某些物质透过而成为半透膜。在废水处理中最常用的半透膜是离子交换膜

折叠 渗析原理

一种以浓度差为推动力的膜分离操作,利用膜对溶质选择透过性,实现不同性质溶质的分离。操作时,膜的一侧流过料液,另一侧流过接受液,料液中的渗析组力透过膜而进入接受液中。部分地除去渗析组分的料液称为渗析液,接纳渗析组分的液体称为扩散液。根据所用的膜,有两种类型的渗析;①中性膜渗析。膜上不带电荷,按溶质粒径作选择,小分子能够透过膜上微孔而得到分离。这是最早开发的膜分离操作,曾在粘胶纤维工业中用于回收碱液。但中性膜渗析与超过滤相比,由于超过滤不仅能分离出小分子,且对料液有浓缩作用,所以中性膜渗析原有的工业应用都被超过滤替代。渗析现在主要用于人工肾。②离子交换膜渗析。膜上带有电荷,按离子的电荷性质作选择,阳离子交换膜易透过碱、阴离子交换膜易透过酸(见电渗析)。应用于废酸回收、溶液脱酸和碱液精制等方面。

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