文 献 综 述

1.膜材料科学技术简介

1.1 膜分离技术特点

膜分离技术是指以膜材料作为介质,在外界驱动力的驱动作用下实现物质浓缩、提纯和分离的技术。膜分离技术中的最为关键的是膜材料。膜材料可以认为是一种介于两种流体之间,对流体组分具有选择透过性的介质。相比传统分离技术,膜分离技术具有分离效率高、能耗低、装置简单、操作方便,处理规模可大可小、占地面积小、分离适用范围广、利于回收物质资源、不污染环境等突出优点,是一种高效的分离新技术[1,2]。

膜分离技术因其优点突出,在最近三十年的时间里得到了迅猛的发展,现已广泛的应用在废水废气处理[3,4]、优化饮用水质[5-8]、食品、海水淡化[9,10]、生物制药、人工脏器[10]、二次电池隔膜[11,12]等众多领域。特别是在新兴的新能源开发、环境保护(废气废水)、水资源开发利用和再生领域,膜材料和膜分离技术起到无可替代的重要作用[13]。著名化学家及和膜领域专家黎念之院士就曾提出:”谁掌握了膜技术,谁就掌握了化学工业的未来”。其实膜技术不但关乎化学工业的未来,更关乎新能源的未来,关乎水资源的未来,关乎地球环境的未来,更关乎人类的未来。

目前我国膜产业和膜技术总体的研究和应用水平与国外先进的技术相比还有较大的差距,这种差距主要体现在膜产品的性能与应用领域、膜产品的系列化以及膜过程综合技术的开发上。

下面,就膜的定义与分类、膜材料与膜技术的应用现状与发展趋势等基本内容进行简要阐述。

1.2 膜的定义与分类

根据分离膜组件的外形不同,膜可分为卷式膜、中空纤维膜、板式膜、管式膜等;根据膜形态不同,可以分为对称膜和非对称膜;根据材质不同可以分为有机膜和无机膜;根据用途可以分为微滤膜、超滤膜、反渗透膜、渗析膜、渗透气化膜、气体分离膜以及离子分离膜[14]。

1.3 膜材料与膜技术的应用现状与发展趋势