[發明專利]溶液中物質的分離方法

無效

• 申請號: 201110406597.6
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN103127832A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 秦才東
• 申請（專利權）人: 秦才東
• 主分類號: B01D61/24
• 分類號: B01D61/24;B01D61/14;B01D61/02
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技術領域

本發明涉及一種溶液中物質的分離方法，尤其是涉及利用陰陽兩離子膜的組合應用，使在水中可解離成為陰陽離子的化合物連同水本身，透過離子膜析出或滲透出，實現水及在水中可解離成為陰陽離子的化合物(電解質)與原混合物中不能解離成為陰陽離子的化合物(非電解質)的相互分離，或者溶液中離子的選擇性析出或滲透出，實現物質的分離或復分解反應。

背景技術

在各種生活、餐飲行業、各種工業污水(造紙制漿、石化、生化、農藥、紡織、電鍍、皮革、染料、涂料等)治理領域或相應的生產領域，均涉及油或其它有機物與水、酸、堿、鹽的分離或脫水濃縮問題；在酸水解纖維素、半纖維素或酸水解生物質原料生產水解糖、糠醛等有機化工產品時；發酵工業生產酒精、飲料、藥品或各種醇、酮、各種維生素等有機化工產品時；在化學合成、生化合成領域；果汁生產，牛奶制品的生產，中藥提取、中藥湯汁濃縮、天然香精、天然物質提取、菌體濃縮等領域，海水咸水的淡化，均涉及到不同種類物質的分離、脫水、脫鹽、提純和濃縮問題。

在現有的膜技術領域，鑲嵌膜具有使陽、陰離子各自獨立透過膜的通道，故其對電解質有較高的透過性；這種膜也可用于分離非電解質與電解質混合溶液中的電解質。但為了使陰、陽離子不互相接觸而造成電中和，需在陰、陽離子層中間加一中性區域的介電層。當鹽水(NaCl)在壓力下通過鑲嵌膜時，NaCl從膜一側壓向另一側，從而一側鹽水變淡。研究表明，用鑲嵌膜脫鹽淡化的能耗低于現在工業應用的電滲析膜、反滲透膜脫鹽淡化的能耗。鑲嵌膜主要用于新型壓滲析設備的主要部件。壓滲析具有超過電滲析和反滲透的潛力，但因鑲嵌膜系特性膜，制造工藝復雜，至今尚未研制出具有實用價值的商品膜。類似地，在膜體結構中同時含有陽離子交換基團和陰離子交換基團的兩性離子交換膜對某些離子具有高的選擇性，主要用于分離和回收溶液中的微量金屬，從非離子化物質溶液中除去濃度高的離子化雜質，如從糖液中除去氯化鈉，從中草藥溶液中除去鉛離子，還可用于離子化物質的分離，如氯化鈉與硫酸鈉的分離。但無論是鑲嵌膜還是兩性膜均由于上述“電中和”或者局部電場電中和效應的問題，其滲析滲透效率均受到影響。

發明內容

本發明的溶液中物質的分離方法，涉及膜分離技術的各種應用領域，以低成本的方式、工藝上也簡單方便地替代或增加現有膜技術應用的領域，降低了現有膜分離技術運行的經濟成本，本發明的主要目的之一是低成本地通過陰、陽兩離子膜的組合應用，使含有水、溶解于水中的無機物及有機物的混合物中的水以及在水中可解離成為陰陽離子的化合物，在陰陽離子膜的接觸界面處透過離子膜重新結合后析出和排出，實現水及在水中可解離成為陰陽離子的化合物(電解質)與原混合物中不能解離成為陰陽離子的化合物(非電解質)，主要是有機物的相互分離，或者，使溶液中離子的選擇性析出或滲透出，實現物質的分離或復分解。本發明的另一個目的是使不能透過離子膜的大分子物質，不論其是否電離成為陰陽離子，被離子膜所截留，實現與混合物中的水、電解質的相互分離或部分分離。本發明的還一個目的是使不能透過離子膜的大分子有機酸鹽水解轉化為有機酸及游離堿，而游離堿及水分通過離子膜排出或部分排出，最終實現有機酸類物質的濃縮提取。本發明的目的還有，通過不同結構特征的離子膜的組合應用，實現鹽水淡化處理，含堿(酸)水溶液的脫水分離；以及實現含鹽水溶液制取含酸、含堿溶液，進一步地使含堿溶液脫水。本發明的目的還包括本發明的膜組合使用方法的擴展應用，應用于加壓過濾，氣體分離領域。