膜制备技术

膜制备技术-274b1d3bc4da50e2524de518964bcf84b9d52d13第一章绪论1.1膜科学与技术的发展和现状1.1.1引言膜广泛存在于自然界中。在生物体内,膜是恒久的、一切生命活动的基础。在生活和生产实践中,人们也早己不自觉地接触和应用了膜过程,我国汉代的《淮南子》已有制豆腐的记叙,这可以说是人类利用天然物制得食用“人工薄膜”的最早记载。但是,人类对膜的真正认识和研究却较晚,1784年法国学者阿贝.诺伦特(AbbeNollet)发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胧内,首次发现并证实了膜的渗透现象:近200年后,杜布福特(Duburnfaut)1963年制成了第一个膜渗析器,从此开创了膜分离技术的新纪元。1997年世界分离膜制品市场超过40亿美元,其中美国约为11亿美元,欧9.7亿美元,日本超过10亿美元。表1.1是世界各地区膜市场的构成情况:表1-1膜类型美国欧洲日本微滤34%31.8%32%超滤17%9.8%5.7%透析17%40.6%39.6%反渗透16.3%7.3%6.6%其他15.7%10.5%16.1%由表1-1中可以看出,微滤、超滤、反渗透及透析膜仍居膜市场的主要地位,但近年来纳滤、气体分离及渗透汽化等种类的膜的应用也在不断扩展。膜分离技术除了目前已普遍应用于化工、电子、纺织、轻工、冶金、石油食品、医药等领域外,还将在节能技术、环保技术、清洁生产等领域发挥重要作用。我国水资源十分紧张,水污染严重,随着对环境要求的不断提高,膜分离技术在工业废水处理方面将具有重大意义。1.1.2膜的定义和分类目前,膜还没有一个精确、完整的定义。一种最通用的“膜”的广义定义“两相之间的一个不连续区间,具有选择透过性”以,。由于膜的种类和功能繁多,分类方法有多种:按形态膜可分为气相态、液相态、固相态或它们的组合:按膜内结构膜可分为均质或非均质膜、对称或非对称膜:按电性可以分为中性膜或荷电性膜。图1-1是一种按膜的来源、形态和结构分类的示意图:图1-1根据物态,膜可分为固膜、液膜与气膜三大类,目前大规模工业应用的多为固态膜,液膜己有中试规模的工业应用(主要用于废水处理),气膜尚处于实验研究中。根据膜材料的成分,分离膜可分为高分子膜、金属膜、陶瓷膜等,其中合成高分子膜为固态膜主要的组成部分,高分子的特点使其可用于制备致密或多孔、对称或不对称等结构的分离膜