膜分離過程作為一門新型的高效分離、濃縮提純及凈化技術(shù)，已成為解決當(dāng)代能源、資源和環(huán)境污染問題的重要高新技術(shù)及可持續(xù)發(fā)展技術(shù)的基礎(chǔ)。膜分離技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可由以下兩個(gè)方面說明。

技術(shù)上的發(fā)展趨勢(shì)：

從技術(shù)上看，雖然膜分離已經(jīng)獲得了巨大的進(jìn)展，但多數(shù)膜分離過程還處在探索和發(fā)展階段，具體可概括為下列四點(diǎn)。

(1）新的膜材料和膜工藝的研究開發(fā)

為了進(jìn)一步提高膜分離技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益，增加競(jìng)爭(zhēng)能力，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，要求降低膜成本，提高膜性能，具有更好的耐熱、耐壓、耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑、抗污染、易清洗等特點(diǎn)，這些要求推動(dòng)了膜材料和膜工藝的研究開發(fā)。

①高聚物膜在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，高聚物仍將是分離膜的主要材料。其發(fā)展趨向是開發(fā)新型高性能的高聚物膜材料，加強(qiáng)研究使膜皮層"超薄"和"活化"的技術(shù)，具體包括四個(gè)方面。

 a ．適合各種膜分離過程的需要，合成各種分子結(jié)構(gòu)的新型高聚物膜并定量地研究膜材料的分子結(jié)構(gòu)與膜的分離性能之間的關(guān)系。

 b .開發(fā)新型高聚物膜的另一種途徑是制造出高聚物"合金"膜材料，將兩種或兩種以上已有的高聚物混合起來作為膜材料。這樣，此分離膜就會(huì)具有兩種或兩種以上高聚物的功能特性。這種制膜方法比合成法更經(jīng)濟(jì)、更迅速。

 c ．對(duì)制成的高聚物膜進(jìn)行表面改性，針對(duì)不同的分離過程引入不同的活化基團(tuán)，使膜表面達(dá)到"活化"。

 d ．高性能的膜材料確定后，同樣重要的是要找到一個(gè)能使其形成合適形態(tài)結(jié)構(gòu)的制膜工藝。進(jìn)一步開發(fā)出制造超薄、高度均勻、無缺陷的非對(duì)稱膜皮層的工藝。

無機(jī)膜由于存在不可塑、受沖擊易破碎、成型差以及價(jià)格較貴等缺點(diǎn)，一直發(fā)展軟慢。無機(jī)膜今后的發(fā)展方向是研究新材料和新的制膜工藝。

生物膜與高聚物膜在分子結(jié)構(gòu)上存在巨大差異。高聚物膜以長(zhǎng)鏈狀大分子為基礎(chǔ)；生物膜的基本組成為脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和少量碳?xì)浠衔?。生物膜具有最好的天然傳遞性能，具有高選擇性、高滲透性的特點(diǎn)。但近幾年來研究的合成生物膜都不穩(wěn)定，壽命很短，今后的發(fā)展趨勢(shì)是制造出真正能在工業(yè)上實(shí)際應(yīng)用的生物膜。

(2）開發(fā)集成膜過程和雜化過程

所謂"集成"是指幾種膜分離過程組合來用。"雜化"是指將膜分離過程與其他分離技術(shù)組合起來使用。原因是：?jiǎn)我坏哪し蛛x技術(shù)有它的局限性，不是什么條件下都適用的。在處理一些復(fù)雜的分離過程時(shí)，為了獲得最佳的效益，應(yīng)考慮采用集成膜過程或雜化過程。近年來膜技術(shù)與其他技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用已得到了一定的發(fā)展，如：反滲透與超濾技術(shù)聯(lián)合濃縮牛奶；膜法與吸附法聯(lián)合將空氣分離成氧氣和氮?dú)?；反滲透與蒸發(fā)技術(shù)聯(lián)合濃縮2%cuso4水溶液等。

(3）開發(fā)膜分離與傳統(tǒng)分離技術(shù)相結(jié)合的新型膜分離過程

將兩種分離技術(shù)結(jié)合開發(fā)出新的膜分離過程，使之具有原來兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并克服原分離方法的某些缺點(diǎn)。例如：膜蒸餾是一種膜技術(shù)與蒸發(fā)過程相結(jié)合的新型膜分離過程，它可以在常壓和50~60℃下操作，而避免了反滲透的高壓操作和蒸發(fā)的高溫操作；又如膜萃取是將膜分離技術(shù)與液液萃取技術(shù)相結(jié)合的一種新型膜分離技術(shù)；親和膜分離是膜分離與色譜技術(shù)相結(jié)合的一種新型膜分離過程；促進(jìn)傳遞是膜技術(shù)與抽提過程相結(jié)合的新型膜分離過程；液膜電滲析是電滲析技術(shù)與液膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型膜分離技術(shù)等。這些新型膜分離過程除個(gè)別的過程已有小型商品裝置外，絕大多數(shù)尚處在實(shí)驗(yàn)室或中試階段，都有一些關(guān)鍵技術(shù)需要突破和完善。

(4）開發(fā)膜分離與反應(yīng)過程相結(jié)合的膜反應(yīng)過程

膜反應(yīng)過程中被采用的膜反應(yīng)器主要有惰性膜反應(yīng)器和催化膜反應(yīng)器兩種類型。膜材料有有機(jī)膜和無機(jī)膜兩種。惰性膜反應(yīng)器是在進(jìn)料側(cè)含有催化劑，利用惰性膜在反應(yīng)過程中對(duì)產(chǎn)物的選擇透過性，不斷從反應(yīng)區(qū)移走產(chǎn)物，促使正反應(yīng)過程的進(jìn)行；催化膜反應(yīng)器是指膜既具有催化性又具有選擇透過性，可讓反應(yīng)物從膜的一側(cè)或兩側(cè)進(jìn)入反應(yīng)器，與膜接觸發(fā)生反應(yīng)并分離出產(chǎn)物。膜反應(yīng)器與一般反應(yīng)器相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)受平衡限制的反應(yīng)，膜反應(yīng)器能夠移動(dòng)化學(xué)平衡，大大提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率；②膜反應(yīng)器可能較大地提高反應(yīng)的選擇性；③可在較低溫度下進(jìn)行反應(yīng)；④有可能使反應(yīng)物凈化、化學(xué)反應(yīng)及產(chǎn)物分離等幾個(gè)操作過程在一個(gè)膜反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，節(jié)省整個(gè)過程的投資費(fèi)用。目前，膜反應(yīng)過程的研究、開發(fā)和應(yīng)用雖已取得一定的進(jìn)展，但是，膜反應(yīng)過程本身具有的特性以及由此而產(chǎn)生的巨大應(yīng)用潛力還遠(yuǎn)沒有被開發(fā)出來。

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