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膜的分类方法,你知道几种

日期:2024-03-19 13:10
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摘要:所谓的膜,是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相,它把流体相分隔为互不相通的两部分,并能使这两部分之间产生传质作用。 近年来,膜分离过程已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方面的重要分离过程。已经工业化的有微孔过滤、超滤、反渗透、电渗析和气体分离等,渗透汽化也在*近几年中速成了工业规模的装置。膜分离与反应结合的过程,各种膜反应器的研究和应用也发展较快。其他非分离膜过程,如控制释放技术,医用人造膜和膜传感器等种类也不少,有的发展速度将超过膜分离过程。

◆不管膜多薄, 它一定有两个界面。这两个界面分别与两侧的流体相接触。

◆膜传质有选择性,它可以使流体相中的一种或几种物质透过,而不允许其它物质透过。

膜种类和功能繁多,分类方法有多种,大致可按膜的材料、结构、形状、分离机理、分离过程、孔径大小进行分类。



◆目前,实用的有机高分子膜材料有:纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。从品种来说,已有成百种以上的膜被制备出来,其中约40多种已被用于工业和实验室中。以日本为例,纤维素酯类膜占53%,聚砜膜占33.3%,聚酰胺膜占11.7%,其他材料的膜占2%,可见纤维素酯类材料在膜材料中占主要地位。

按结构分类:对称膜(微孔膜、均质膜)、非对称膜、复合膜

(1)对称膜

膜的化学结构、物理结构在各个方向上是一致的,在所有方向上的孔隙率都相似,亦称各向同性膜(isotropic membrane)。对称膜虽是各向同性的,但由于膜结构中对称元素的存在,也可以是各向异性的,如中空纤维的径向各向异性膜,其他构型的横向各向异性膜和双皮层中空纤维膜都是对称膜。


(2)非对称膜

当前使用*多的膜具有精密的非对称结构。这种膜具有物质分离*基本的两种性质,即高传质速率和良好的机械强度。它有很薄的表层(0.1~1μm)和多孔支撑层(100~200μm) 。

(3)复合膜

◆复合膜或称“薄膜复合”的膜(thin—film composite membrane),是当前发展快、研究*多的膜。它*早用于反渗透过程;现已用于气体分离、渗透汽化等膜分离过程。这种膜的选择性膜层(或称活性膜层)沉积于具有微孔的底膜(支撑层)表面上,就像非对称性膜的连续性表皮,只是表层与底层是不同的材料,而非对称膜是同一种材料。


◆复合膜的性能不仅取决于有选择性的表面薄层,而且受微孔支撑材料、结构、孔径、孔分布和多孔率的影响;多孔膜结构的孔隙率愈高愈好,可使膜表层与支撑层接触部分*小,而有利于物质传递。