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膜的分類方法,你知道幾種

日期:2025-06-26 09:39
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摘要:所謂的膜,是指在一種流體相內(nèi)或是在兩種流體相之間有一層薄的凝聚相,它把流體相分隔為互不相通的兩部分,并能使這兩部分之間產(chǎn)生傳質(zhì)作用。 近年來(lái),膜分離過程已逐漸成為化學(xué)工業(yè)、食品加工、廢水處理、醫(yī)藥技術(shù)等方面的重要分離過程。已經(jīng)工業(yè)化的有微孔過濾、超濾、反滲透、電滲析和氣體分離等,滲透汽化也在*近幾年中速成了工業(yè)規(guī)模的裝置。膜分離與反應(yīng)結(jié)合的過程,各種膜反應(yīng)器的研究和應(yīng)用也發(fā)展較快。其他非分離膜過程,如控制釋放技術(shù),醫(yī)用人造膜和膜傳感器等種類也不少,有的發(fā)展速度將超過膜分離過程。

◆不管膜多薄, 它一定有兩個(gè)界面。這兩個(gè)界面分別與兩側(cè)的流體相接觸。

◆膜傳質(zhì)有選擇性,它可以使流體相中的一種或幾種物質(zhì)透過,而不允許其它物質(zhì)透過。

膜種類和功能繁多,分類方法有多種,大致可按膜的材料、結(jié)構(gòu)、形狀、分離機(jī)理、分離過程、孔徑大小進(jìn)行分類。



◆目前,實(shí)用的有機(jī)高分子膜材料有:纖維素酯類、聚砜類、聚酰胺類及其他材料。從品種來(lái)說(shuō),已有成百種以上的膜被制備出來(lái),其中約40多種已被用于工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室中。以日本為例,纖維素酯類膜占53%,聚砜膜占33.3%,聚酰胺膜占11.7%,其他材料的膜占2%,可見纖維素酯類材料在膜材料中占主要地位。

按結(jié)構(gòu)分類:對(duì)稱膜(微孔膜、均質(zhì)膜)、非對(duì)稱膜、復(fù)合膜

(1)對(duì)稱膜

膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向上是一致的,在所有方向上的孔隙率都相似,亦稱各向同性膜(isotropic membrane)。對(duì)稱膜雖是各向同性的,但由于膜結(jié)構(gòu)中對(duì)稱元素的存在,也可以是各向異性的,如中空纖維的徑向各向異性膜,其他構(gòu)型的橫向各向異性膜和雙皮層中空纖維膜都是對(duì)稱膜。


(2)非對(duì)稱膜

當(dāng)前使用*多的膜具有精密的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。這種膜具有物質(zhì)分離*基本的兩種性質(zhì),即高傳質(zhì)速率和良好的機(jī)械強(qiáng)度。它有很薄的表層(0.1~1μm)和多孔支撐層(100~200μm) 。

(3)復(fù)合膜

◆復(fù)合膜或稱“薄膜復(fù)合”的膜(thin—film composite membrane),是當(dāng)前發(fā)展快、研究*多的膜。它*早用于反滲透過程;現(xiàn)已用于氣體分離、滲透汽化等膜分離過程。這種膜的選擇性膜層(或稱活性膜層)沉積于具有微孔的底膜(支撐層)表面上,就像非對(duì)稱性膜的連續(xù)性表皮,只是表層與底層是不同的材料,而非對(duì)稱膜是同一種材料。


◆復(fù)合膜的性能不僅取決于有選擇性的表面薄層,而且受微孔支撐材料、結(jié)構(gòu)、孔徑、孔分布和多孔率的影響;多孔膜結(jié)構(gòu)的孔隙率愈高愈好,可使膜表層與支撐層接觸部分*小,而有利于物質(zhì)傳遞。


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