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在人们身边的“膜技术”
浏览次数:268发布时间:2019-01-21 17:09:32 文章来源:

在各个领域,人们都在尝试着用用各种方法来分离物质,得到自己需要的物质,物质的分离在我们生活的方方面面都有所体现,下面就来为大家举例在我们生活中常用的分离技术。

一、蒸馏

蒸馏,是利用液体混合物中各组分沸点的差别,加热液体混合物使之部分汽化,又将蒸气冷凝为液体,从而实现其所含组分的分离。蒸馏是液体混合物分离、纯化的有效手段。

二、萃取和反萃取


液-液萃取,是利用溶质在两种互不相溶的两相之间溶解度或分配比的不同,并形成一定密度差来达到提取和分离目的的一种操作,如沸水泡茶、浸取植物油等。教材也叙述了“萃取在天然香料、药物的提取及核燃料的处理等技术中得到的广泛应用”。萃取是通过少量的溶剂将“喜欢的对象”从一种复杂的混合体系中定向转移到相对简单的体系中,既是一种选择的操作,也是一种富集的过程,为下一步分离出纯净物打下基础。萃取与其他分离溶液组分的方法相比,优点在于常温操作,节省能源,操作方便,尤其表现在以下方面通常是有利的:

①多离子的分离,如矿物浸取液的分离和净制,若加入化学试剂分步沉淀,不但分离质量差,而且伴随过滤操作,损耗较大;

②溶液各组分的沸点相近,甚至形成共沸物,为精馏所不能奏效的情况;

③低浓度高沸点物质的分离若用蒸馏法则能耗高。

    萃取的逆过程是反萃取。萃取剂一般是有机溶剂,反萃(取)剂则为无机溶液。反萃取就是用反萃(取)剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程,反萃(取)剂主要起破坏有机相中被萃组分结构的作用,使被萃组分生成易溶于水的化合物。或生成既不溶于水也不溶于有机相的沉淀,经过反萃取及所得反萃液经过进一步处理后,便得到被分离物的成品。反萃取后经洗涤不含或少含萃合物的有机相称再生有机相,可继续循环使用。

三、过滤

过滤是利用物质的溶解性差异将液体和不溶于液体的固体分离开来的过程,是伴随着重结晶、加入沉淀剂或调节溶液pH使杂质离子沉淀等提纯过程的进一步操作。

四、渗析

利用半透膜的选择透过性来分离直径大小不同的溶质粒子的方法叫做渗析;以阴、阳离子交换膜为电解质隔膜,以电位差为推动力,使溶质带电粒子定向迁移的渗析称为电渗析。离子交换膜是选择透过性膜,阳离子可以透过阳离子交换膜,阴离子可以透过阴离子交换膜,从而实现溶液淡化或浓缩、精制或纯化的目的。基于膜分离技术的渗析法已广泛应用于食品、医药、生物、化工、水处理、废液的处理与贵重金属的回收等领域,现成为当今分离科学中最重要的手段之一。

五、结晶及重结晶

结晶是利用混合物中各成分在同一种溶剂中溶解度的不同或在冷热情况下溶解度显著差异加以分离的操作方法。因为只有同类粒子才能排列成晶体,也就是说只要有结晶形成,表明化合物纯度达到了很高的程度,所以结晶法是精制固体化合物的重要方法之一。   初次析出的结晶往往不纯,将不纯的晶体溶于溶剂以后,又重新从溶液中结晶的过程叫重结晶。若待分离纯化的物质溶解度为陡升型,先将其用适量水溶解,然后蒸发浓缩该溶液(浓缩的程度视杂质的含量和溶解度而定),最后将浓缩后的溶液冷却,在冷却过程中由于溶液过饱和,从而“推动”该物质重新结晶出来。由于杂质含量少,未必达到饱和状态,故全部(或大部分)留在溶液中。如果杂质在溶剂中的溶解度极小,则可在蒸发浓缩溶液后趁热过滤将不溶性杂质除去。
     从传统的过滤到膜分离,尤其是发展中的膜技术较为简单,无相变、低效能、高效率、不用化学试剂和添加剂产品不受污染,在能源、资源和生态等领域扮演着重要的角色。膜技术的应用也是越来越广泛,随着技术的进步,相关技术会更加好的服务我们的生活。