關于膜萃取技術及其應用研究進展主要內容發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發展方向第2頁,共26頁，2024年2月25日，星期天

萃取是分離和提純物質的一種常用方法，傳統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勢顯示出了良好的發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3頁,共26頁，2024年2月25日，星期天1.

膜萃取發展歷程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LindegardSLE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4頁,共26頁，2024年2月25日，星期天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MembraneAcceptorphaseDonorphaseDriveforces：temperature，concentration，pressure，electricalpotential，heatflux，

volumeflux，momentumflux，electricalfluxSelectivity：membraneproperty，physical－chemicalpropertiesbetweenmembraneandanalysts第5頁,共26頁，2024年2月25日，星期天Kw：水相的總傳質系數εm：微孔膜孔隙率Kw：水相分傳質系數τm：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6頁,共26頁，2024年2月25日，星期天（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εm：微孔膜孔隙率Kw：水相分傳質系數τm：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7頁,共26頁，2024年2月25日，星期天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）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，分配系數小）第8頁,共26頁，2024年2月25日，星期天3.1萃取膜的分類（Membranetypes）

聚合物膜（polymericmembrane）液膜（liquidmembrane,holdinpores）兩相體系（twophasesystem）三相體系（threephasesystem）

3.膜萃取技術萃取膜的的性質溶劑的性質(受體，膜，供體)第9頁,共26頁，2024年2月25日，星期天J.Chromatogr.A,2000,902,205-2253.2.主要膜萃取技術：液膜萃取（liquidmembraneextraction）：聚合物膜萃取（polymericmembraneextraction）第10頁,共26頁，2024年2月25日，星期天（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：反向調節供受體溶液PH值驅動力：離子態和非離子態的分析物在水相/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。3.2.1液膜萃取（liquidmembraneextraction）第11頁,共26頁，2024年2月25日，星期天（B）微孔膜液液萃取（Microporousmembraneliquid－liquidextraction，MMLLE）體系：兩相體系（acquous－organic）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12頁,共26頁，2024年2月25日，星期天（C）乳劑液膜萃取（emulsionliquidmembraneextraction，

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。高的比表面積和高的傳質速度。高的選擇性。操作簡便，成本低。第13頁,共26頁，2024年2月25日，星期天3.2.2.聚合物膜萃取（Polymericmembraneextraction）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14頁,共26頁，2024年2月25日，星期天吸附劑接口膜萃取（membraneextractionwithasorbentinterface，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實現。J.Chromatogr.A,1999(830)365–376SampleCoolsorbent第15頁,共26頁，2024年2月25日，星期天3.3膜萃取裝置1mlchannel10ulchannel1.0ulchannelJ.Chromatogr.A,2000,902,205-225(a)(c)第16頁,共26頁，2024年2月25日，星期天4.聯用接口系統4.1SLE－HPLC接口的流路系統LCGCNorthAmerica2003，21，427-4381234主要用于環境樣品和生物樣品的在線提取分析。第17頁,共26頁，2024年2月25日，星期天4.2MESI－GC接口連接系統TrendsAnal.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檢測和過程控制。第18頁,共26頁，2024年2月25日，星期天4.3萃取注射器-GC在線聯用系統

Analyst,2000,125,673–676操作簡單，富集效果好，重現性好，應用前景廣闊。第19頁,共26頁，2024年2月25日，星期天4.4SLM-AAS(atomicabsorptionspectrometry)Analyst1997(122)1073-1077.

用于尿樣中鉛的提取，富積倍數達到200以上，回收率大于95％，檢測限為0.1ug/L.第20頁,共26頁，2024年2月25日，星期天優點待優化的條件多。單次萃取的應用范圍窄。膜的穩定性差。（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21頁,共26頁，2024年2月25日，星期天5.應用環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。

---環境中重金屬污染物。揮發性樣品的提取分析。第22頁,共26頁，2024年2月25日，星期天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23頁,共26頁，2024年2月25日，星期天參考文獻B.M.Cordero,.L.P.Pavon，J.Chromotogr.A2000(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.Jo?nsson,L.Mathiasson，Trend.Anal.Chem.,1999(18)31810.N.-K.Djane,I.A.Bergd