液膜模擬生物膜的結(jié)構(gòu),通常由膜溶劑、表面活性劑和流動載體組成。它利用選擇透過性原理,以膜兩側(cè)的溶質(zhì)化學(xué)濃度差為傳質(zhì)動力,使料液中待分離溶質(zhì)在膜內(nèi)相富集濃縮,分離待分離物質(zhì)。

基本概念

　　一種以液膜為分離介質(zhì)，以濃度差為推動力的膜分離操作。液膜分離涉及三種液體：通常將含有被分離組分的料液作連續(xù)相，稱為外相；接受被分離組分的液體，稱為內(nèi)相；成膜的液體處于兩者之間，稱為膜相。在液膜分離過程中，被分離組分從外相進(jìn)入膜相，再轉(zhuǎn)入內(nèi)相，濃集于內(nèi)相。如果工藝過程有特殊要求，也可將料液作為內(nèi)相，接受液作為外相。這時(shí)被分離組分的傳遞方向，則從內(nèi)相進(jìn)入外相。液膜分離與液液萃取雖然機(jī)理不同，但都屬于液液系統(tǒng)的傳質(zhì)分離過程。液膜分離也有稱為液膜萃取的。水溶液組分的萃取分離，通常需經(jīng)萃取和反萃取兩步操作，才能將被萃組分通過萃取劑轉(zhuǎn)移到反萃液中。液膜分離系統(tǒng)的外相、膜相和內(nèi)相，分別對應(yīng)于萃取系統(tǒng)的料液、萃取劑和反萃劑。液膜分離時(shí)三相共存，使相當(dāng)于萃取和反萃取的操作在同一裝置中進(jìn)行，而且相當(dāng)于萃取劑的接受液用量很少。

分離用液膜

　　兩種主要類型：①乳化液膜。先將內(nèi)相溶液以微液滴（滴徑為 1～100μm）形式分散在膜相溶液中,形成乳液（稱為制乳）;然后將乳液以液滴（滴徑為0.5～5mm）形式分散在外相溶液中，就形成乳化液膜系統(tǒng)。液膜的有效厚度為 1～10μm。為保持乳液在分離過程中的穩(wěn)定性，膜相溶液中加有表面活性劑和穩(wěn)定添加劑。接受了被分離組分的乳液，還須經(jīng)過相分離，得到單一的內(nèi)相溶液，再從中取得被分離組分，并使膜相溶液返回用以重新制備乳液。對乳液作相分離的操作稱為破乳，方法是用高速離心機(jī)作沉降分離，或用高壓電場促進(jìn)微液滴凝聚，或加入破乳劑破壞微液滴的穩(wěn)定性，然后再作分離。②固定液膜。又稱支撐液膜，是微孔薄膜浸漬以膜相溶液后形成的由固相支撐的液膜。支撐液膜比乳化液膜厚，而且膜內(nèi)通道彎曲，傳質(zhì)阻力較大，但它不需制乳和破乳，操作較為簡便，更適合于工業(yè)應(yīng)用。

分離機(jī)理

　　有以下幾種類型 ：①選擇性滲透。利用混合物中各組分透過液膜的滲透速率的差別，實(shí)現(xiàn)組分分離，如烷烴與芳烴的液膜分離。②內(nèi)相有化學(xué)反應(yīng)。被分離組分 A透過液膜后與內(nèi)相中的反萃劑R發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物P不能透過液膜。如用液膜分離法使廢水脫酚時(shí)，酚透過液膜后與內(nèi)相中的NaOH反應(yīng)生成酚鈉。③膜內(nèi)添加活動載體。載體 R1作為滲透組分A在膜內(nèi)傳遞的媒介。載體相當(dāng)于萃取劑中的萃取反應(yīng)劑，在外相與液膜的界面處，與滲透組分A生成絡(luò)合物P1,P1在液膜內(nèi)擴(kuò)散到內(nèi)相與液膜的界面,與內(nèi)相中的反萃劑R2作用而發(fā)生解絡(luò),組分A進(jìn)入內(nèi)相;解絡(luò)后的載體在液膜內(nèi)擴(kuò)散返回外相與液膜界面，再一次進(jìn)行絡(luò)合。這方面的試驗(yàn)研究有鈾的提取和含鉻廢水的處理等。此外，液膜的外界面還能選擇性地吸附料液中的懸浮物。液膜分離雖具有傳質(zhì)推動力大，傳質(zhì)速率高，接受液用量少等優(yōu)點(diǎn)，但過程的可靠性較差，操作采用乳化液膜時(shí)，制乳、破乳困難，故適用范圍較小，至今尚處于試驗(yàn)階段。 　　liquid membrane separation 　　液膜分離技術(shù)就是以液膜為分離介質(zhì)、以濃差為推動力的液-液萃取與反萃過程結(jié)合為一體的分離過程。起分離作用的液膜通常為添加了表面活性劑的溶劑相，液膜兩邊的被萃相和反萃相通常都是可互溶相。液膜分離技術(shù)常用于濕法冶金工業(yè)、石油與化學(xué)工業(yè)、生化工業(yè)、制藥工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。

液膜的定義及組成

　　液膜是一層很薄的液體，它阻隔在兩個(gè)可互溶但組成不同的液相之間，一個(gè)液相中的待分離組分通過液膜的滲透作用傳遞到另一個(gè)液相中，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。 　　液膜通常由溶劑（水或有機(jī)溶劑）、表面活性劑和添加劑組成。溶劑是構(gòu)成液膜的基體；表面活性劑親水親油基團(tuán)在溶劑中的定向排列是成膜的關(guān)鍵；添加劑的主要作用是確保膜的強(qiáng)度和提高膜的滲透性。
編輯本段液膜的分類
（1）乳化膜
　　先將膜相與內(nèi)相制作成油包水(W/O)的乳化液，再將乳化液投入到外相中，形成W/O/W雙乳化液。這樣，中間的有機(jī)相層就成為分隔兩水相的液膜。
（2）支撐膜
　　支撐架選擇多微孔(微米級)親油性材料，先配制好膜相，將支撐架放入膜相中浸潤，使各微孔中充滿成膜液而形成液膜。將浸潤后的支撐架置于容器中，在兩側(cè)分別加入濃相和稀相，就形成了支撐液膜萃取體系。

液膜分離機(jī)理

1. 選擇性滲透
　　在液膜設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)被分離組分的性質(zhì)，選擇能溶解它的溶劑成膜，其余組分則不能溶解于膜相，從而達(dá)到分離的目的。
2. 滴內(nèi)化學(xué)反應(yīng)
　　在內(nèi)相中包含能與外相被分離組分反應(yīng)的物質(zhì)，當(dāng)被分離物質(zhì)進(jìn)入內(nèi)相后立即被反應(yīng)掉。這樣就保持內(nèi)相中被分離組分含量始終很低，維持較高的傳質(zhì)推動力。
3. 膜相化學(xué)反應(yīng)
　　在膜相中包含能與外相被分離組分反應(yīng)的物質(zhì)，內(nèi)相中包含更強(qiáng)的反應(yīng)物質(zhì)。這樣膜相生成的產(chǎn)物在內(nèi)相中再被反應(yīng)，同時(shí)還原出膜相中原來的反應(yīng)物，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的反應(yīng)傳質(zhì)過程。
4. 膜相吸附
　　在膜相中包含能吸附外相被分離組分的物質(zhì)，外相中的被分離組分被吸附在膜相的外表層。
    吸附完成后，分離出包裹內(nèi)相的乳化層，破乳后，所吸附的物質(zhì)就轉(zhuǎn)移到內(nèi)相溶液中實(shí)現(xiàn)分離。