科普丨膜科学技术发展简史（二）20世纪上半叶

第三篇：20世纪上半叶

1.醇与烃的混合物通过橡胶膜时有选择渗透作用（1906年）

1906年Kahlenberg观察到醇与烃的混合物通过橡胶膜时的选择渗透作用。

图10-醇与烃

2.Donnan平衡（1911年）

1911年Donnan提出了Donnan分布定律，研究了分子带电荷体的形成、电荷分布、荷电体传递中的平衡现象。

图11-Donnan平衡（效应）

对于渗析平衡体系，若半透膜一侧的不能透过膜的大分子或胶体粒子带电，则体系中本来能自由透过膜的小离子在膜的两边的浓度不再相等，产生了附加的渗透压，此即Donnan效应或称Donnan平衡。

图12-Donnan平衡（效应）

3.名词“渗透汽化”的出现（1917年）

1917年Kober引入了名词“渗透汽化”。渗透汽化是指液体混合物在膜的一侧与膜接触时，其中容易透过的组分较多地溶解在膜上，并扩散通过膜，在膜的另一侧气体化而被抽出，从而达到分离的膜过程。其突出的优点是能够以低的能耗实现蒸馏、萃取和吸收等传统方法难以完成的分离任务。

图13-渗透汽化

4.有关纤维素膜材料的尝试（1920年-1922年）

1920年Mangold、Michaels、Mobaind等用赛璐珞和硝酸纤维素膜研究了电解质和非电解质的反渗透过程。1922年Sigmondy、Bachman Fofirol等将微孔膜用于分离极细粒子,这也就是初期的超滤和反渗透(膜材料为赛璐玢和再生纤维素)。

图14-硝酸纤维素滤膜电镜照片

5.电渗析和膜电解的基础——“膜电势”（1930年）

1930年Teorell、Meyer、Sievers等对膜电势的研究，为电渗析和膜电解的发明打下了基础。膜电势是指由离子交换膜隔开的两种不同浓度溶液之间的电势差，由两边溶液膜的Donnan 电位和膜相扩散电位组成。

图15-膜电势

6.历史上第一次成功使用人工肾（1944年）

1944年William Kolff初次成功使用人工肾，这也是首次以机器成功代替人体的重要器官。病人的血液流过机器内一个用胶膜包着木框而制成的过滤器的水槽，血液内的有毒物质能透过胶膜渗滤过去，血球和蛋白质则不能通过。这台机器可暂时代替人体肾脏的功能，让损坏的肾脏康复，为病人长期进行定时血液透析治疗。

图16-人工肾

图17-William Kolff

7.第一张具有实用价值的离子交换膜研制成功（1950年）

1950年W.Juda、Mcrae等进行了合成膜的研究，试制成功了第一张具有实用价值的离子交换膜，电渗析过程得到迅速的发展。

图18-离子交换膜示意

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