一種以液膜為分離介質(zhì)，以濃度差為推動(dòng)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(chēng)為外相；接受被分離組分的液體，稱(chēng)為內(nèi)相；成膜的液體處于兩者之間，稱(chēng)為膜相。在液膜分離過(guò)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(guò)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(guò)程。液膜分離也有稱(chēng)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(guò)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(duì)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(lèi)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(chēng)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)(圖1)。
液膜的有效厚度為 1～10μm。為保持乳液在分離過(guò)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(guò)相分離，得到單一的內(nèi)相溶液，再?gòu)闹腥〉帽环蛛x組分，并使膜相溶液返回用以重新制備乳液。對(duì)乳液作相分離的操作稱(chēng)為破乳，方法是用高速離心機(jī)作沉降分離，或用高壓電場(chǎng)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(chēng)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(jiǎn)便，更適合于工業(yè)應(yīng)用。
分離機(jī)理 有以下幾種類(lèi)型 (圖2)：
①選擇性滲透（圖2a）。利用混合物中各組分透過(guò)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)（圖2b）。被分離組分 A透過(guò)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(guò)液膜。如用液膜分離法使廢水脫酚時(shí)，酚透過(guò)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(dòng)載體（圖2c）。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(dòng)力大，傳質(zhì)速率高，接受液用量少等優(yōu)點(diǎn)，但過(guò)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。
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