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。
按材料分类,可分为无机膜和有机膜
◆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 当前使用较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) 。
这非常薄的表层为活性膜,其孔径和表皮的性质决定了分离特性,而厚度主要决定传递速度。多孔的支撑层只起支撑作用,对分离特性和传递速度影响很小,非对称膜除了高透过速度外,还有另一优点,即被脱除的物质大都在其表面,易于。
按分离机理分类
(1)扩散性膜
扩散性膜亦称“分离膜”。一种具有微细多孔结构的金属膜片。微孔可限制普通气流,而容许扩散流通过,因此可以利用质量差异来进行同位素分离。它的研制是气体扩散的主要技术关键。
(2)离子交换膜
离子交换膜主要用于荷电物质(通常指电解质)的分离。基本原理是利用阴、阳离子交换膜的选择透过性来分离或浓缩溶液中的电解质。
阳离子交换膜:R-SO3H,在水中电离后,呈负电性
阴离子交换膜:R-CH2N(CH3)3OH,电离后,呈正电性
选择性膜:
选择性透过膜是具有活性的生物膜,他对物质的通过既具有半透膜的物理性质,还具有主动的选择性,如细胞膜。因此,具有选择性透过膜的必然具有半透性,而具有半透性的膜不一定具有选择性透过,活性的生物膜才具有选择透过性。
定义:反渗透过程所用的半透膜,只能透过水分子,不能透过盐分子。
反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下,一句其它物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小,因此能够有效的去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、、工艺简单、操作简便等优点。
按孔径大小分类:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜
(1)纳滤膜
纳滤技术是早期也是应用于海水及苦咸水的淡化方面。在食品行业中,纳滤膜可用于果汁生产。大大节省能源,在医药行业可用于氨基酸生产、***回收等方面。
(2)超滤膜
超滤(UF)是介于纳滤和微滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.5μm至1000μm分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术。超滤过程通常可以理解成膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
超滤通常截留分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、**)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
(3)微滤膜
一般来说,微滤膜是指一种孔径为0.1-10μm,高度均匀,具有筛分过滤作用的特征的多孔固体连续介质。依据微孔形态不同,微滤膜可分为两类:弯曲孔膜和柱状孔膜。弯曲孔膜的孔膜结构为交错连接的曲折孔道的网络,而柱状孔膜的微孔结构为几乎平行的贯穿膜壁的圆柱状毛细孔结构
(4)反渗透膜
反渗透膜的分类,按驱动力可分为高压、低压和超低压膜;按膜的形状分为平板膜、中空纤维膜和管式膜;根据制膜方式可分为相转化膜和复合膜。另外,还可根据制膜材料及应用对象等进行分类。
反渗透型膜构造上在表层有一很薄的致密层(0.1-1.0μm),即脱盐层或活化层,在表层下部是多孔支撑层,厚度为100~200μm,活化层基本上决定了膜的分离性能,支撑层只是起着活化层的载体作用,基本上不影响膜的分离性能。
沪公网安备 31011202007345号