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什么是膜分离？膜分离的基本类型和截留的主要物质。

题目

什么是膜分离？膜分离的基本类型和截留的主要物质。

参考答案和解析
正确答案:膜分离：借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术称为膜分离技术。
基本类型：
（1）加压膜分离：微滤、超滤、反渗透；微滤截留物质为尺寸大于0.1-10μm的微生物和微粒子，超滤截留物质为分子量在500以上的高分子，反渗透截留物质为小分子物质。
（2）电场膜分离：电渗析、离子交换膜电渗析；阳膜截留阴离子，阴膜截留阳离子。
（3）扩散膜分离：透析。截留物质为大分子溶质。
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相似问题和答案

第1题：

膜分离型式包括哪几主要类型（简述或图示过滤的基本形式）？各有何特点？


正确答案: A、微滤：同一般过滤，膜两侧的操作压在0.05-0.5Mpa，除去0.1um～14um的颗粒
B、超滤：消除了滤饼的阻力，过滤效率高；超滤回收率高；滤液的质量好；减少处理步骤
C、反渗透：对膜一侧的料液施加压力溶剂逆着自然渗透的方向渗透，可用于海水淡化，抗生素和氨基酸等浓缩，回收有机溶剂等
D、纳米过滤：截留小分子物质的同时能透析出盐（集透析与浓缩为一体）；操作压力低，节约动力
E、透析：透析方法和设备简单，价格低廉；实验室最常用的样品脱盐方法透析的速度缓慢；溶质稀释
F、电透析：设备简单；透析速度极快（提高几十倍）；电流直接指示电透析终点；减轻溶质的稀释
G、电渗析：可大规模生产；能耗高
H、渗透气化：单级选择性好；过程操作简单，易于掌握；操作中无需加压，不会造成膜压密；有相变，耗能高；蒸发通量小（＜2000g/m2.h，选择性高的膜＜100g/m2.h）

第2题：

膜分离技术的类型和定义是什么？


正确答案: 膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程，依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的，故而可以按分离粒子大小进行分类：
（1）微滤：以多孔细小薄膜为过滤介质，压力为推动力，使不溶性物质得以分离的操作，孔径分布范围在0.025~14μm之间；
（2）超滤：分离介质同上，但孔径更小，为0.001~0.02μm，分离推动力仍为压力差，适合于分离酶、蛋白质等生物大分子物质；
（3）反渗透：是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，孔径范围在0.0001~0.001μm之间；（由于分离的溶剂分子往往很小，不能忽略渗透压的作用，故而成为反渗透）；
（4）纳滤：以压力差为推动力，从溶液中分离300~1000小分子量的膜分离过程，孔径分布在平均2nm；
（5）电渗析：以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作；

第3题：

膜分离技术的定义和类型。


正确答案: 膜分离技术即利用滤膜孔径的大小，使物质透过或被截留于膜，从而达到物质分离的目的，按分离粒子或分子大小分类：微滤（MF.、超滤（UF.、纳滤（NF.、反渗透（RO）、渗析D.、电渗析（ED.。

第4题：

膜分离过程中影响截留率和膜分离速度的主要因素分别有哪些？


正确答案: 影响截留率的主要因素：
（1）.溶质分子特性
A.相对分子量
B.相对分子量相同的溶质，呈线状的分子截留率较低，有支链的分子截留率较高；球形分子截留率最大；
C.对荷电膜，具有与膜相反电荷的分子截留率较低，反之则较高；膜对溶质具有吸附作用时，溶质的截留率增大；
（2）.其它高分子溶质
当两种以上高分子溶质共存时，会出现某种溶质的截留率高于其单独存在下截留率的情况。
（3）.操作条件
A.温度升高，粘度下降，截留率降低。
B.膜表面流速增大，浓度极化现象减弱，截留率减小；
C.料液的pH值等于其中含有的蛋白质的等电点时，由于蛋白质的净电荷为零，蛋白质间静电斥力最小，蛋白质在膜表面形成的凝胶极化层浓度最大，透过阻力最大。此时，溶质的截留率高于其它pH值下的截留率。此外，在极端pH下超滤蛋白质时，常使截留率增大，这是由于吸附在膜上蛋白质和溶液中蛋白质带相同电荷而互相排斥的缘故。影响膜分离速度的主要因素
操作形式：（终端过滤---错流过滤）
流速：根据浓差极化-凝胶层模型，流速增大，可使通量增大。
压力：在凝胶层形成前，透过通量随压力成正比；在凝胶层形成后，单纯提高外压，对滤速无帮助。
料液浓度：超滤过程中，透过通量随料液浓度增大而减小。

第5题：

膜分离技术的主要种类有（）、（）、（）、（）和（）等五种类型。


正确答案:微滤；超滤；反渗透；电渗析；渗透蒸发

第6题：

常用的膜分离组件有哪些类型？请画出四种市售膜分离装置结构示意图。


正确答案: 管式膜组件、平板式膜组件、中空纤维式膜组件、螺旋卷式膜组件

第7题：

膜分离过程中，料液浓度升高，则（）。

  • A、粘度下降，截留率增加
  • B、粘度下降，截留率降低
  • C、粘度上升，截留率下降
  • D、粘度上升，截留率增加

正确答案:D

第8题：

简述膜分离过程，影响截留率的因素。


正确答案: ⑴溶质的分子量；
⑵分子特性：
①球形＞带支链＞线性分子；
②对于荷电膜与膜相反电荷分子截留率低，若膜对溶质有吸附作用，截留率高；
③其他高分子溶质存在，使截留率增大；
④操作条件：当PH=PI时，蛋白质截留率Ro高；温度升高，Ro降低。

第9题：

下列膜分离技术中，截留物质为生物大分子（如蛋白质、病毒），胶体物质的是（）

  • A、RO
  • B、UF
  • C、NF
  • D、MF

正确答案:B

第10题：

简述膜分离的特点，膜分离设备的类型有哪几种？


正确答案: 膜分离的特点：
（1）膜分离过程不发生相变化，能耗低。
（2）膜分离过程在常温下进行。
（3）不仅适用于有机物，无机物和病毒、细菌分离，还适用于一些共沸物近沸物的分离。
膜分离设备的类型有：板式膜过滤器、管式膜过滤器、中空纤维式膜分离器和螺旋卷式膜分离器。

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