1、結(jié)晶和膜分離的練習題一、填空題1. 結(jié)晶操作的主要類型有 、及 。（溶液結(jié)晶，熔融結(jié)晶，沉淀結(jié)晶，升華結(jié)晶）2. 溶液結(jié)晶進行的必要條件是 3. 溶液達到過飽和的方法為 。（溶液達到過飽和。）或。（蒸發(fā)移除溶濟，冷卻。）4. 晶體的成長過程包括 和。（溶質(zhì)的擴散，表面反應(yīng)。 ）5. 影響晶體生長過程的因素有 、 、_和_。（過飽和度，冷卻（蒸發(fā)）速度，晶種，雜質(zhì)，攪拌。）二、選擇題1在低溫結(jié)晶時，晶體成長速率主要受（）控制。BA 擴散過程 B 表面反應(yīng)過程C 傳熱過程D 三者共同2下列對溶解或結(jié)晶敘述正確的是： （)CA 溶液一旦達到飽和，就能自發(fā)地析出晶體B 過飽和溶液的溫度與飽和溶液的溫度

2、差稱為過飽和度C 過飽和溶液可通過冷卻飽和溶液來制備D 對一定的溶液和溶劑，其超溶解度曲線只有一條3在蒸發(fā)結(jié)晶操作中，有利于得到顆粒大而少的晶體的措施是： （ ） DA 增大過飽和度B 迅速降溫C 強烈地攪拌D 加入少量晶體4結(jié)晶操作不具有的特點是（）A 能分離出高純度晶體B 能分離高熔點混合物、相對揮發(fā)度小的物系、熱敏性物質(zhì)等C 操作能耗低D 操作速度快5下列不一定能加快成核速率的因素是（）DA 增大過飽和度 B 強烈攪拌C 加快蒸發(fā)或冷卻速率 D 雜質(zhì)的存在 6下列不利于生產(chǎn)大顆粒結(jié)晶產(chǎn)品的是（）CA 過飽和度小 B 冷卻速率慢C 加大攪拌強度 D 加入少量晶種 7適用于溶解度隨溫度降低而

3、顯著下降物系的結(jié)晶方法是（）結(jié)晶。 AA 冷卻B蒸發(fā)C鹽析D真空冷卻8不是通過形成過飽和溶液后結(jié)晶的是（）結(jié)晶。 CA 冷卻B蒸發(fā)C鹽析D升華9不需通過物系溫度變化就能結(jié)晶的是（）結(jié)晶。 BA 蒸發(fā)B鹽析C升華D熔融10間歇操作中，能產(chǎn)生預(yù)定粒度晶體的操作方法是（） DA 不加晶種迅速冷卻B不加晶種緩慢冷卻C 加有晶種迅速冷卻D加有晶種緩慢冷卻三、判斷題 1工業(yè)結(jié)晶過程不但對純度和產(chǎn)率而且對晶形、晶粒大小及粒度范圍也常加以 規(guī)定。（）V2溶解的溶質(zhì)粒子重新變?yōu)楣腆w從溶劑中析出的過程稱為結(jié)晶。（）X3晶體中質(zhì)點的排列是有一定的幾何規(guī)則的。（）V4在過飽和溶液中，晶體能自發(fā)地析出。（）X5晶核形成

4、的速度大于晶體成長的速度時，產(chǎn)品中晶體顆粒大而少。（）X6結(jié)晶設(shè)備按改變?nèi)芤簼舛鹊姆椒ǚ郑煞譃橐瞥糠秩軇┑慕Y(jié)晶器和不移除 部分溶劑的結(jié)晶器。（）V7晶體可以從蒸汽、溶液或熔融物中析出。（）V8過飽和度是產(chǎn)生結(jié)晶過程的根本推動力。（）V9溶液的超溶解度曲線表示溶液過飽和且能自發(fā)產(chǎn)生晶核的濃度曲線。（ ）V 10同一溫度下，過飽和溶液與飽和溶液的濃度差稱為過飽和度。（ ）V四、簡答題1、何謂結(jié)晶操作？結(jié)晶操作有哪些特點？ 答：指物質(zhì)從液態(tài)（溶液或熔融體）或蒸汽形成晶體的過程。 能從雜質(zhì)含量很高的溶液或多組份熔融狀態(tài)混合物中獲得非常純凈的晶體 產(chǎn)品； 對于許多其它方法難以分離的混合物系，同分異構(gòu)

5、體物系和熱敏性物系等， 結(jié)晶分離方法更為有效； 結(jié)晶操作能耗低，對設(shè)備材質(zhì)要求不高，一般也很少有三廢排放； 結(jié)晶屬于熱、質(zhì)同時傳遞的過程。結(jié)晶產(chǎn)品包裝、運輸、貯存或使用都很方便。2、溶液結(jié)晶的方法有哪幾種？答：有不移除溶劑的結(jié)晶法和移去部分溶劑的結(jié)晶法。3、什么叫過飽和溶液？過飽和度有哪些表示方法？ 答：溶液中的溶質(zhì)濃度超過該條件下的溶解度時的溶液叫做過飽和溶液。過飽和度可以作濃度差和溫度差來表示如下： C=C-C* t =t*-t4、結(jié)晶過程包括哪幾個階段？答：晶核的形成和晶體的成長5、影響結(jié)晶操作的因素有哪些？ 答：過飽和度的影響；冷卻（蒸發(fā)）速度的影響；晶種的影響；雜質(zhì)的影響；攪拌的影響

6、。6、膜分離技術(shù)的特點是什么？答：（a）膜分離過程不發(fā)生相變，因此能量轉(zhuǎn)化的效率高。例如在現(xiàn)在的各 種海水淡化方法中反滲透法能耗最低；（b）膜分離過程在常溫下進行，因而特別 適于對熱敏性物料，如果汁、酶、藥物等的分離、分級和濃縮；（c）裝置簡單，操作簡單，控制、維修容易，且分離效率高。與其它水處理方法相比，具有占地 面積小、適用范圍廣、處理效率高等特點；（d）由于目前膜的成本較高，所以膜 分離法投資較高， 有些膜對酸或堿的耐受能力較差。 所以目前膜分離法在水處理 中一般用于回收廢水中的有用成分或水的回用處理。7、什么是膜分離？膜材料為什么會有選擇透過性？答：膜分離是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，在

7、膜兩側(cè)一定推動力的作用下， 使原料中的某組分選擇性地透過膜， 從而使混合物得以分離，以達到提純、濃縮 等目的的分離過程。8、膜分離設(shè)備的主要類型，其主要結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點？型式優(yōu)點缺點官式易清洗，無死角，適宜于處理含固體較多的料 液，單根管子可以調(diào)換保留體積大，單位體積中所含過濾面積較小， 壓力降大中空纖維式保留體積小，單位體積所含過濾面積大，可以 逆洗，操作壓力較低，動力消耗較低料液需要預(yù)處理，單根纖維損壞時需調(diào)換整個 模件螺旋卷繞式單位體積中所含過濾面積大，換新膜容易料液需預(yù)處理，壓力降大，易污染，清洗困難平板式保留體積小，能量消耗界于管式和螺旋卷繞式死體積大9、膜污染的控制方法及膜的清理方法？

8、答：膜的污染大體可分為沉淀污染、吸附污染、生物污染。可以通過控制膜污染影響因素，減少膜污染的危害，延長膜的有效操作時間，減少清洗頻率， 提高生產(chǎn)能力和效率，因此在用微濾，超濾分離，濃縮細胞，菌體或大分子產(chǎn)物 時，必須注意以下幾點： 進料液的預(yù)處理：預(yù)過濾、pH及金屬離子控制； 選擇合適的膜材料：減輕膜的吸附； 改善操作條件：加大流速。清洗方法：污染膜的清洗方法包括物理法和化學法。(1)物理清洗法 這是用淡水沖洗膜面的方法，也可以用預(yù)處理后的原水 代替淡水，或者用空氣與淡水混合液來沖洗。在 3kg/cm2下沖洗膜面30分鐘， 可以清除膜面上的污垢。對管式膜組件，可用直徑稍大于管徑的聚氨酯海綿球沖

9、 刷膜面，能有效去除沉積在膜面上的柔軟的有機性污垢。物理法(海綿球擦洗、 熱水法、反沖洗和循環(huán)清洗)(2)化學清洗法 化學清洗法是采用一定的化學清洗劑，如硝酸、磷酸、檸 檬酸、檸檬酸銨加鹽酸、氫氧化鈉、酶洗滌劑等在一定壓力下一次沖洗或循環(huán)沖 洗膜面。化學清洗劑的酸度、堿度和沖洗溫度不可太高，防止對膜的損害。當清 洗劑濃度較高時，沖洗時間短，濃度較低時、相應(yīng)沖洗時間延長。據(jù)報道，用1% 2%的檸檬酸溶液，在4.2MPa的壓力下，沖洗13分鐘能有效去除氫氧化鐵垢層。 采用1.5%的無臭稀釋劑（Thinner）和0.45%的表面活性劑氨基氰一 0T B（85% 的二辛基硫代丁二酸鈉和15%的苯甲酸鈉

10、）組成的水溶液，沖洗0.51h,對除去 油和氧化鐵污垢非常有效。 用含酶洗滌劑對去除有機質(zhì)污染， 特別是蛋白質(zhì)、 多 糖類、油脂等通常是有效的。化學法（利用 NaOH、酸、表面活性劑、酶、氧化 劑、有機溶劑等作為清洗劑清洗）；10、制備無機膜常用的方法？ 答：無機膜的制備方法很多，應(yīng)根據(jù)制膜材料、膜及載體的結(jié)構(gòu)、膜孔徑大 小、孔隙率和膜厚度不同而選擇。 目前常用的、 有工業(yè)應(yīng)用前景的制備方法主要 有：固態(tài)離子燒結(jié)法、溶膠凝膠法、薄膜沉積法、陽極氧化法、相分離-瀝濾法、熱分解法、水熱法等等。無機膜的制備當前仍受到廣泛的關(guān)注，各種新的制 備方法仍處于迅速的發(fā)展中。一、固態(tài)粒子燒結(jié)法固態(tài)粒子燒結(jié)法是

11、將無機粉料微小顆粒或超細顆粒（粒度0.110卩m）與適當?shù)慕橘|(zhì)混合分散形成穩(wěn)定的懸浮液， 成型后制成生坯， 再經(jīng)干燥， 然后在高 溫（10001600OC ）下進行燒結(jié)處理，這種方法不僅可以制備微孔陶瓷膜或陶 瓷膜載體，也可用于制備微孔金屬膜。二、溶膠 -凝膠法 溶膠-凝膠法是合成無機膜的一種重要方法，目前國內(nèi)外材料科學家之所以對此法產(chǎn)生濃厚興趣，不僅是因為這種工藝可以制得孔徑小（1.05.0nm） 、孔徑分布狹窄的陶瓷膜， 而且許多單組分和多組分金屬氧化物陶瓷膜都可用這種工 藝制得。這種陶瓷膜作為控制層既可用于超濾和氣體分離， 經(jīng)修飾后也可以作為 催化膜用于膜反應(yīng)器，充分顯示出溶膠 -凝膠法

12、的廣泛應(yīng)用前景。三、薄膜沉積法薄膜沉積法是指用濺射、 離子鍍及氣相沉積等方法， 將膜料沉積在載體上制 造薄膜的方法。薄膜沉積過程大致分為兩個步驟：一是膜材料（膜料）的氣話， 二是膜料的蒸汽依附于其他材料制成的載體上形成薄膜。 例如，濺射鍍膜是在低 氣壓下，讓離子在強電場的作用下轟擊膜料， 使表面原子相繼逸出， 沉積在載體 上形成薄膜。四、陽極氧化法陽極氧化法是目前制備多孔氧化鋁膜的重要方法之一。 該法的特點是， 制得 的膜的孔徑是同向的， 幾乎相互平行并垂直于膜表面， 這是其他方法難以達到的。陽極氧化過程的基本原理是： 以高純度的合金鋁箔為陽極， 并使一側(cè)表面與 酸性電解質(zhì)溶液接觸， 通過電解作用在此表面上形成微孔氧化鋁膜， 然后用適當 的方法除去未被氧化的鋁載體和阻擋層， 便得到孔徑均勻、 孔道與膜平面垂直的 微孔氧化鋁膜。五、相分離 -瀝濾法：相分離 -瀝濾法可以制備微孔玻璃膜、復合微孔玻璃膜 和微孔金屬膜。六、熱分解法熱分解法是在惰性氣體保護或真空條件下， 高溫熱分解熱固性聚合物， 如纖 維素、酚醛樹脂、聚偏二氯乙烯等，可制成碳分子篩膜（ MSCM ）。碳分子篩膜 由于其孔徑大小與氣體分子尺寸相近， 氣體因分子大小不同而被分離， 因此有極 高的選擇性。七、水熱法分子篩膜作為復合膜的控制層來使用， 由于其具