高分子分離膜材料綜述

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1、《功能材料》課程論文考核表論文題目：高分子分離膜材料的研究進(jìn)展專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)學(xué)號(hào)：1005410220姓名：袁強(qiáng)得分要點(diǎn)要求分值得分論文格式格式是否符合要求；字?jǐn)?shù)是否達(dá)到規(guī)定字?jǐn)?shù)20分論文內(nèi)容內(nèi)容是否充實(shí)，結(jié)構(gòu)是否合理，文字是否流暢40分原創(chuàng)性聯(lián)系自身實(shí)際是否聯(lián)系自身實(shí)際，是否為原創(chuàng)（不能抄襲）30分獨(dú)創(chuàng)性是否具有自己的見解10分總分6高分子分離膜材料的研究進(jìn)展應(yīng)用化學(xué)1005410220袁強(qiáng)摘要：高分子分離膜是用高分子材料制作而成的具有選擇性透過(guò)功能的半透性薄膜。本文將簡(jiǎn)單介紹高分子分離膜材料的起源、發(fā)展史，重點(diǎn)介紹高分子分離膜材料的應(yīng)用前景和研究現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞：高分子材料；高分子分離膜；分

2、離；材料1．高分子分離膜概述高分子分離膜（polymericmembraneforseparation），是由聚合物或高分子復(fù)合材料制得的具有分離流體混合物功能的薄膜。膜分離過(guò)程就是用分離膜作間隔層，在壓力差、濃度差或電位差的推動(dòng)力下，借流體混合物中各組分透過(guò)膜的速率不同，使之在膜的兩側(cè)分別富集，以達(dá)到分離、精制、濃縮及回收利用的目的。單位時(shí)間內(nèi)流體通過(guò)膜的量（透過(guò)速度）、不同物質(zhì)透過(guò)系數(shù)之比（分離系數(shù)）或?qū)δ撤N物質(zhì)的截留率是衡量膜性能的重要指標(biāo)。2．高分子分離膜的起源和發(fā)展史2.1．國(guó)外高分子分離膜發(fā)展史1849年，德國(guó)學(xué)者惠柏思用硝基纖維素制成第一張高分子膜。1920年，麥克戈達(dá)開始觀察

3、和研究反滲透現(xiàn)象。1930年，人們將纖維素膜用于超濾分離。1940年，離子交換膜開發(fā)和利用電滲析方法建立。1950年，加拿大學(xué)者薩利拉簡(jiǎn)研究反滲透。1960年，洛薩和薩利拉簡(jiǎn)成功制備了具有完整表皮和高度不對(duì)稱的第一張高效能反滲透膜，為該法奠定了基礎(chǔ)。1970年以來(lái)。超濾膜、微濾膜成功開發(fā)和應(yīng)用，有支撐的液膜和乳液膜及氣體分離膜也相繼問(wèn)世。2.2．國(guó)內(nèi)高分子分離膜發(fā)展史我國(guó)的膜科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是從1958年研究離子交換膜開始的，六十年代進(jìn)入開創(chuàng)階段。1965年著手反滲透技術(shù)的探索。1967年開始全國(guó)的海水淡化會(huì)戰(zhàn)。大大促進(jìn)了我國(guó)膜技術(shù)的發(fā)展。70年代進(jìn)入開發(fā)階段。這時(shí)期，微濾、電滲析、反滲透和超

4、濾等各種膜和組器件都相繼研究開發(fā)出來(lái)，80年代跨入推廣應(yīng)用階段。80年代又是氣體分離和其他膜的開發(fā)階段。3.高分子分離膜所用到的材料最初用作分離膜的高分子材料是纖維素酯類材料。后來(lái)，又逐漸采用了具有各種不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺(見芳香族聚酰胺纖維)6、聚四氟乙烯（見氟樹脂）、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亞胺等。高分子共混物和嵌段、接枝共聚物（見聚合物）也越來(lái)越多地被用于制分離膜，使其具有單一均聚物所沒有的特性。制備高分子分離膜的方法有流延法、不良溶劑凝膠法、微粉燒結(jié)法、直接聚合法、表面涂覆法、控制拉伸法、輻射化學(xué)侵蝕法和中空纖維紡絲法等。4.高分子分離膜的分離原理

5、和分離種類推動(dòng)膜分離的外力可以是壓力差、電位差、濃度差、溫度差和化學(xué)反應(yīng)高分子分離膜可按結(jié)構(gòu)分為:①致密膜，膜中無(wú)微孔，物質(zhì)僅從高分子鏈段之間的自由空間通過(guò)；②多孔質(zhì)膜，一般膜中含有孔徑為0.02～20μm的微孔，可用于截留膠體粒子、細(xì)菌、高分子量物質(zhì)粒子等；③不對(duì)稱膜，由同一種高分子材料制成，膜的表面層與膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不相同，表面層為0.1～0.25μm薄的活性層，內(nèi)部為較厚的多孔層;④含浸型膜，在高分子多孔質(zhì)膜上含浸有載體而形成的促進(jìn)輸送膜和含有官能基團(tuán)的膜，如離子交換膜；⑤增強(qiáng)膜，以纖維織物或其他方式增強(qiáng)的膜?！　“茨さ姆蛛x特性和應(yīng)用角度可分為反滲透膜（或稱逆滲透膜）、超過(guò)濾膜、微孔過(guò)濾

6、膜、氣體分離膜、離子交換膜、有機(jī)液體透過(guò)蒸發(fā)膜、動(dòng)力形成膜、鑲嵌帶電膜、液體膜、透析膜、生物醫(yī)學(xué)用膜等多種類別。5.高分子分離膜的研究現(xiàn)狀5.1.用于氫氣的回收另類高分子分離膜對(duì)氫氣具有選擇性，可有效地用于合成氣體的調(diào)節(jié)，冶煉氣體中氫氣的回收以及液態(tài)氨合成中的氫氣回收，此類技術(shù)在美國(guó)廣泛應(yīng)用。5.2.有機(jī)氣體的回收針對(duì)一些高分子材料對(duì)有機(jī)氣體有特殊的選擇性、過(guò)濾性。有機(jī)氣體在此類高分子材料中穿透性快的特點(diǎn)，將分離膜用于有機(jī)氣體的回收，如回收在塑料合成中的單分子氣體，回收工業(yè)排放氣中的有機(jī)物質(zhì)，既使能源在利用，又凈化了氣體，美國(guó)和西方國(guó)家生產(chǎn)出的此類高分子分離膜已廣泛用于化工工業(yè)及環(huán)境治理。5

7、.3.用于天然氣的回收天然氣中含有CO2，H2O和H2S是造成天然氣質(zhì)量低，輸送管道易被腐蝕的主要原因，高分子分離膜能有效的出去此類有害物質(zhì)，提高天然氣質(zhì)量，延長(zhǎng)管道使用壽命。5.4.用于氮?dú)夂脱鯕獾闹比∫钥諝庾鳛樵希叻肿臃蛛x膜可分離出百分之九十九的氮?dú)?，含量為百分之九十以上的氧氣。新一代的高分子分離膜產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)將更加精湛，用途將涉及到血液的凈化，人造肝膽一類的生物工程領(lǐng)域，前景可觀。人工腎透析5.5.