膜萃取技術以及其應用研究進展

1、關于膜萃取技術及其應用研究進展第一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月主要內容發(fā)展歷程膜萃取的傳質原理及影響因素主要的膜萃取技術在線聯用系統(tǒng)發(fā)展方向第二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 萃取是分離和提純物質的一種常用方法，傳統(tǒng)的萃取方法由于費時，費力，效率低等缺點，近年來已不能滿足發(fā)展的需要，因而先后出現了超臨界流體萃取，微波萃取，加壓溶劑萃取等新技術。膜萃取技術以其獨特的優(yōu)勢顯示出了良好的發(fā)展前景和巨大的應用潛力。 膜萃取，又稱固定膜界面萃取，是基于非孔膜技術發(fā)展起來的一種樣品前處理方法，是膜技術和液液萃取過程相結合的新的分離技術，是膜分離過程中的重要組成部分。第三張，PPT

2、共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 膜萃取發(fā)展歷程1984年Kiani和Kim首先提出膜萃取分離技術這個方法。1986年audusson提出了支持液膜萃取（SLE）技術。1992年Melcher提出了吸附劑接口膜萃取（MESI）技術。1993年Wang利用中空纖維制作出了膜萃取器裝置。1994年Lindegard SLE與液相色譜實現了在線全自動聯用。1998年Y. Shen等人提出了微空膜液液萃取模型。2003年基于中空纖維膜萃取方法實現了與液相色譜在線聯用。第四張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 膜萃取的傳質機理及其影響因素 2.1 膜萃取的傳質原理MembraneAccep

3、tor phaseDonor phaseDrive forces：temperature，concentration，pressure，electrical potential ，heat flux， volume flux， momentum flux，electrical fluxSelectivity： membrane property， physicalchemical properties between membrane and analysts 第五張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月Kw：水相的總傳質系數 m：微孔膜孔隙率Kw： 水相分傳質系數 m：彎曲因子Km：膜內分

4、傳質系數 tm：膜厚Ko：有機相分傳質系數 m：分配系數2.2 數學理論模型基于雙膜理論，建立的包括膜阻在內的膜萃取傳質模型(A)疏水膜= 其中，膜 阻項為水相邊界層阻力項有機相邊界層阻力項有機相水相疏水膜yxm（1）第六張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（B）親水膜有機相水相親水膜其中，膜 阻項為：Kw：水相的總傳質系數 m：微孔膜孔隙率Kw： 水相分傳質系數 m：彎曲因子Km：膜內分傳質系數 tm：膜厚Ko：有機相分傳質系數 m：分配系數yx （2）mw第七張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3 影響因素溶液的組成。樣品的流速。（高濃度，小流速；低濃度，大流速高的富積倍數

5、）有機溶劑的種類。（相似相溶原理）支持體的種類。（孔徑小，孔率大，富積倍數大）溶液的PH值。（調節(jié)PH值使目標分子轉化為可萃取形式）溫度。（溫度高，擴散速度快，平衡時間短，分配系數?。┑诎藦垼琍PT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1 萃取膜的分類（Membrane types） 聚合物膜（polymeric membrane） 液膜（liquid membrane, hold in pores） 兩相體系（two phase system） 三相體系（three phase system） 3. 膜萃取技術萃取膜的的性質溶劑的性質(受體，膜，供體)第九張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年

6、6月J. Chromatogr. A, 2000, 902, 205-2253.2. 主要膜萃取技術：液膜萃?。╨iquid membrane extraction）：聚合物膜萃取（ polymeric membrane extraction）第十張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（A）支載液體膜萃取（SLM）操作相對復雜靈敏度高富集效果較好重現性好J. Sep. Sci, 2001, 24,.495-507體系： 三相體系 PH值： 反向調節(jié)供受體溶液PH值驅動力：離子態(tài)和非離子態(tài)的分 析物在水相/有機相中的分配系數差。目標分析物：酸堿性或離子形式存在的化合物萃取與反萃取的過程的結合

7、。3.2.1 液膜萃?。╨iquid membrane extraction）第十一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（B）微孔膜液液萃?。∕icroporous membrane liquidliquid extraction，MMLLE）體系：兩相體系（acquousorganic）目標分析物：強疏水性化合物。萃取效率受分配系數的影響。第十二張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月（C）乳劑液膜萃?。╡mulsion liquid membrane extraction，ELME）體系：三相體系內相與互不相溶的有機溶劑形成乳滴。分析物經液膜進入膜內受體相。提取和濃縮同時進行。高的

8、比表面積和高的傳質速度。高的選擇性。操作簡便，成本低。第十三張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3.2.2. 聚合物膜萃?。≒olymeric membrane extraction）分析物透過聚合物膜進入受體的過程。常用的模材料硅橡膠或聚四氟乙烯使用壽命長。分析物的擴散系數較液相小。傳質慢，萃取效率低。第十四張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月吸附劑接口膜萃?。╩embrane extraction with a sorbent interface， MESI）膜萃取和吸附劑接口技術的結合。受體：氣體受體（對比其他方法中的液體作受體）樣品：氣體和液體樣品。目標分析物的運輸通過氣體

9、實現。J. Chromatogr. A, 1999 (830) 365376SampleCool sorbent第十五張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3.3 膜萃取裝置1ml channel10ul channel1.0 ul channelJ.Chromatogr. A, 2000, 902, 205-225(a)(c)第十六張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 聯用接口系統(tǒng)4.1 SLEHPLC接口的流路系統(tǒng)LCGC North America 2003， 21，427-4381234主要用于環(huán)境樣品和生物樣品的在線提取分析。第十七張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年

10、6月4.2 MESIGC接口連接系統(tǒng)Trends Anal. Chem. 1995, 14, 113硅樹脂橡膠中空纖維特別適合對空氣，水， 土壤等樣品進行連續(xù)檢測和過程控制。第十八張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3 萃取注射器-GC在線聯用系統(tǒng) Analyst, 2000, 125, 673676操作簡單，富集效果好，重現性好，應用前景廣闊。第十九張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4 SLM-AAS(atomic absorption spectrometry)Analyst 1997(122) 1073-1077. 用于尿樣中鉛的提取，富積倍數達到200以上，回收率

11、大于95，檢測限為0.1ug/L.第二十張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月優(yōu)點待優(yōu)化的條件多。單次萃取的應用范圍窄。膜的穩(wěn)定性差。（針對液膜萃取方法）平衡周期長。高的選擇性和富積率。有機溶劑用量小。一般為幾到幾十微升，污染少準確度和精密度高。無需特殊設備，成本低。方便與其他分析設施實現自動和在線聯用。能夠避免液滴分散而引起的夾帶和溶劑損失。缺點第二十一張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 應用環(huán)境樣品中的有機污染物的提取分析。生物樣品的提取分析。體液中藥物及代謝產物的提取富積分析。金屬元素的提取分析。 -貴金屬的提取。 -環(huán)境中重金屬污染物。揮發(fā)性樣品的提取分析。第二十二張，

12、PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月6. 展望新型膜萃取技術的研究。與各種分離分析技術的全自動在線聯用。應用領域的進一步擴展。第二十三張，PPT共二十六頁，創(chuàng)作于2022年6月參考文獻B.M. Cordero, .L. P. Pavon，J. Chromotogr. A 2000(902)195J.A. Jonssen, L. J. Chromatogr. A, 2000(902)205劉景富， 汪桂斌， 分析化學， 2004(10)1389J. A. Jonsson, L. Mathiasson, J. Sep. Sci, 2001(24)495J.F.Liu, J.B. Chao, G.B. Jiang, Anal. Chem.Acta, 2002(455) 93D. Kou, S. Mitra, Anal. Chem, 2003(75)6355J. Norberg, E. Thordarson, Analyst. 2000(125)673Y. Shen, J. A. Jonsson, L. Mathiasson, Anal. Chem. 1998(70)946J. Jonsson, L. Mathiasson， Trend. Anal. Chem., 1999(18)31810. N.-K. Djane, I.A