可用于制造超滤膜的材料很多,分为有机高分子材料和无机材料两大类 。
①纤维素酯类
主要有二醋酸纤维素(CA),三醋酸纤维素(CTA),混合纤维素(CA-CN)等。
这类材料制造的超滤膜亲水性好,成孔性好,材料来源广泛、稳定,成本较低。但这种材料耐酸碱性能差,也不适用于酮类、酯类和有机溶剂。
②聚砜类
如聚砜(PS)、磺化聚砜(SPS)、聚醚砜(PES)等。用这种材料制膜,易成型,膜机械强度好,耐热、耐化学性能也较好,是目前用得较多的材料。
③聚烯烃类
主要是聚丙烯(PP)和聚丙烯腈(PAN)。同聚砜相似,它的机械和化学性能较好。PAN的腈基是强极性基因,但PAN并不十分亲水,通常引入另一种共聚单体(如醋酸乙烯酯或甲基丙烯酸甲酯),以增加链的柔韧性和亲水性,从而改变其加工性。
④氟材料
目前主要用的是聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTEE),这种材料的超滤膜具有极优良的机械强度和耐高温、耐化学侵蚀性性能,使用温度一40~260℃,可在强酸、强碱和多种有机溶剂条件下使用,但成本很高。
⑤聚氯乙烯(PVC)
这种材料制造的超滤膜具有优良的机械强度和极佳的化学侵蚀性性能,材料来源广泛、稳定,成本适中,可以制造出优良的超滤膜,尤其是可以制造出在跨膜压差很低的条件下,单位膜面积产水量却很高的超滤膜。例如,海南立升净水科技实业有限公司已生产出在25℃,1m水柱条件下,PVC膜过滤纯水的通量达到400L/(mz.h)(国家十五科技攻关项目)。
⑥其他材料除上述材料外,还有聚砜酰胺、聚醚酮、聚脂肪酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺等。
这是近几年来开发的新型制膜材料,主要有陶瓷、玻璃、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)和金属,目前国内还处于实验室研究阶段,尚未商品化生产,这种材质的超滤膜最突出的优点是耐高温,耐有机溶剂性能好,不易老化,可再生性强,适用于特种分离。
超滤膜是多孔的,但与微滤膜相比,其结构更具有不对称性,这种不对称膜包括一个很薄的皮层(一般小于1μm)和一个多孔亚层。所以超滤膜的表征主要是皮层表征,即厚度。
孔径分布和表面孔隙率,超滤膜皮层典型的孔径在2-100nm范围内。
按制膜材料分类,超滤膜可分为有机膜和无机膜。
按膜的外形特征可将超滤膜分为:1、平板膜;2、管式超滤膜,内径>10nm;3、毛细管式超滤膜,内径0.50-10.00nm;4、中空纤维超滤膜,内径<0.5nm;5、多孔超滤膜。
在压差的推动下,原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧,所得到的液体一般称为滤出液或透过液,而大的粒子组分被膜截留,使它在滤剩液中浓度增大,达到溶液的净化、分离与浓缩的目的。
超滤膜,是一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力,就能筛出小于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿(原子质量单位)、粒径大于10纳米的颗粒...
当固体或液体的一维线性尺度远远小于其他二维时,我们将这样的固体或液体称为膜。通常,膜可分为两类,一类是厚度大于1微米的膜,称为厚膜;另一类则是厚度小于1微米的膜,称为薄膜。 半导体功能器件和光学镀膜是...
价格两三万一吨,聚偏氟乙烯PVDF是一种纯热塑性含氟聚合物,由偏二氟乙烯经聚合而成的高分子化合物。白色固体。密度1.76~1.77。熔点160~170℃。可在-60~150℃范围使用。
与传统分离方法相比,超滤分级技术具有以下特点 :
1、滤过程是在常温下进行,条件温和无成分破坏,因而特别适宜对热敏感的物质,如药物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集。
2、滤过程不发生相变化,无需加热,能耗低,无需添加化学试剂,无污染,是一种节能环保的分离技术。
3、超滤技术分离效率高,对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效。
4、超滤过程仅采用压力作为膜分离的动力,因此分离装置简单、流程短、操作简便、易于控制和维护。
5、超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。
超滤装置是在一个密闭的容器中进行,以压缩空气为动力,推动容器内的活塞前进,使样液形成内压,容器底部设有坚固的膜板。小于膜板孔径直径的小分子,受压力的作用被挤出膜板外,大分子被截留在膜板之上。超滤开始时,由于溶质分子均匀地分布在溶液中,超滤的速度比较快。但是,随着小分子的不断排出,大分子被截留堆积在膜表面,浓度越来越高, 自下而上形成浓度梯度,超滤速度就会逐渐减慢,这种现象称为浓度极化现象。2100433B
高分子膜材料运用与前景 摘 要:高分子膜具有制备简单、性能稳定以及与指示剂相容性好等特点。本文 介绍高分子膜材料的分类和性能的研究 , 着重从高分子膜的性能、 应用等方面综 述高分子膜材料的研究进展情况 , 同时概要叙述高分子膜材料今后的发展远景。 关键词 :高分子膜;蒸馏性膜;透过性膜;膜的电性;膜的应用 , 膜前景。 前 言:高分子膜虽然很早高分子膜虽然很早就出现 , 但是对它进行较系统的研 究还是近年来才开始的。 在20年代 , 由于石油工业的发展促进了三大合成材料品 种的不断增多 , 高分子膜的应用范围也在逐渐扩大。 由包装膜开始 , 到30年代已 将纤维素膜应用于超滤分离; 40年代则出现了离子交换膜和电渗析分离法; 50 年代出现了反渗透法膜分离技术; 60年代由加拿大和美国学者分别成功地制造出 了高效能膜和超过滤膜 , 总之 , 国外高分子膜技术的发展是很迅速的。近年来 ,
膜材料发展前景与展望 一、 国内外经济对膜产业的重大需求 近几十年发展起来的膜技术是以具有选择透过性的膜材料作为 核心,在膜两侧推动力下, 实现混合物分离、 提纯、浓缩的分离技术。 与过滤、精馏、萃取、蒸发等传统分离技术相比, 膜技术具有能耗低、 分离效率高、设备简单、无相变、无污染等优点,因此被称为新型高 效分离技术。作为一种高新技术, 膜技术并不是高不可攀的, 实际上, 它就在我们身边。 比如,随处可购买到的纯净饮用水绝大部分采用膜 技术净化得到;为保持乳品的营养价值及水果的风味,牛奶、酸奶、 奶酪等也可以采用膜技术进行除菌、浓缩及杂质去除。 在 21 世纪的多数工业中,膜技术将扮演重要角色,在水资源、 能源、环境、传统产业改造等领域发挥重大作用。 在缓解水资源短缺方面,预计到 2050年,我国缺水总量将达 4000 亿 m3,因缺水而导致的工业总产值损失大约 2000亿元,农业总产值
与传统分离技术比较,超滤技术具有以下的特点:
①超滤过程是在常温下进行的,条件温和无成分破坏,特别适合对热敏感的物质,如药物、酶、果汁等进行分离、浓缩和富集。
②超滤过程不发生相变化,无需加热,能耗低,无需添加化学试剂,无污染,是一种节能环保的分离技术。
③超滤技术分离效率高,对稀溶液中微量成分的回收,低浓度溶液的浓缩都非常有效。
④超滤过程仅采用压力作为分离的动力,因此分离装置简单、流程短、操作简便、易于控制和维护。
⑤超滤技术也有局限性,不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10%~50%的浓度。
【学员问题】什么是超滤膜超滤技术?
【解答】超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种技术。中空纤维外径:0.5-2.0mm,内径:0.3-1.4mm,中空纤维管壁上布满微孔,孔径以能截留物质的分子量表达,截留分子量可达几千至几十万。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动,分别构成外压式与内压式。超滤是动态过滤过程,被截留物质可随浓缩小排除,不致堵塞膜表面,可长期连续运行。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一。
超滤技术是一种广泛用于水的净化,溶液分离、浓缩,以及从废水中提取有用物质,废水净化再利用领域的高新技术。特点是使用过程简单,不需加热,能源节约,低压运行,装置占地面积小。
1、过滤系统要定期灭菌。
超滤膜可以截留细菌,但不可以杀死细菌,截留率再好的超滤膜也不能长期保证干净区不长一个细菌,有细菌就可能大量繁殖。直接影响到透过水质,譬如有的矿泉水成品中出现半透明丝状白色絮状的霉菌团,主要是系统被霉菌污染所致。因此,必须定期对周转环境及过滤系统进行定期灭菌,灭菌的操作周期因供给原水的水质情况而定,对于城市普通自来水而言,夏季7~10天,冬季30~40天,春秋季20~30天。地表水作为供给水源时,灭菌周期更短。灭菌药品可用500~1000mg/L次氯酸钠溶液或1%过氧化氢水溶液循环流或浸泡约半小时即可。
2、超滤组件要轻拿轻放,并注意保护,由于超滤组件是精密器材,所以在使用安装时要小心,要轻拿轻放,更不能甩坏。组件若停用,要先用清水冲洗干净后,加0.5%甲醛水溶液进行消毒灭菌,并密封好。如冬天组件还要进行防冻处理,否则组件可能报废。
3、使用中空纤维超滤膜前必须认真阅读使用说明,按照超滤膜在水处理应用工艺进行操作。
4、由于每根超滤组件在出厂前加入保护液,使用前要彻底冲洗组件中的保护液,先用低压(0.1MPa)给水冲洗1小时,然后再用高压(0.2MPa)给水冲洗1小时,无论低压还是高压冲洗时,系统的产水排放阀均应全部打开。在使用产水时,应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来,随着超滤技术的发展,如今超滤膜技术的应用领域已经很广,主要包括食品工业、饮料工业、乳品工业、生物发酵、生物医药、医药化工、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收以及环境工程等等。