各種膜 你都了解嗎

北極星節能環保網訊:(一)膜的定義

所謂的膜，是指在一種流體相內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，並能使這兩部分之間產生傳質作用。

近年來，膜分離過程已逐漸成為化學工業、食品加工、廢水處理、醫藥技術等方面的重要分離過程。已經工業化的有微孔過濾、超濾、反滲透、電滲析和氣體分離等，滲透汽化也在最近幾年中速成了工業規模的裝置。膜分離與反應結合的過程，各種膜反應器的研究和應用也發展較快。其他非分離膜過程，如控制釋放技術，醫用人造膜和膜感測器等種類也不少，有的發展速度將超過膜分離過程。

(二)膜的特性

◆不管膜多薄, 它一定有兩個界面。這兩個界面分別與兩側的流體相接觸

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

(三)膜的分類方法

膜種類和功能繁多，分類方法有多種，大致可按膜的材料、結構、形狀、分離機理、分離過程、孔徑大小進行分類。

◆目前，實用的有機高分子膜材料有：纖維素酯類、聚碸類、聚醯胺類及其他材料。從品種來說，已有成百種以上的膜被製備出來，其中約40多種已被用於工業和實驗室中。以日本為例，纖維素酯類膜佔53%，聚碸膜佔33.3%，聚醯胺膜佔11.7%，其他材料的膜佔2%，可見纖維素酯類材料在膜材料中佔主要地位。

3.2、按結構分類：對稱膜(微孔膜、均質膜)、非對稱膜、複合膜

(1)對稱膜

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

(2)非對膜

當前使用最多的膜具有精密的非對稱結構。這種膜具有物質分離最基本的兩種性質，即高傳質速率和良好的機械強度。它有很薄的表層(0.1～1μm)和多孔支撐層(100～200μm) ，

這非常薄的表層為活性膜，其孔徑和表皮的性質決定了分離特性，而厚度主要決定傳遞速度。多孔的支撐層只起支撐作用，對分離特性和傳遞速度影響很小，非對稱膜除了高透過速度外，還有另一優點，即被脫除的物質大都在其表面，易於清除，

(3)複合膜

◆複合膜或稱「薄膜複合」的膜(thin—film composite membrane)，是當前發展快、研究最多的膜。它最早用於反滲透過程;現已用於氣體分離、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)沉積於具有微孔的底膜(支撐層)表面上，就像非對稱性膜的連續性表皮，只是表層與底層是不同的材料，而非對稱膜是同一種材料。

◆複合膜的性能不僅取決於有選擇性的表面薄層，而且受微孔支撐材料、結構、孔徑、孔分布和多孔率的影響;多孔膜結構的孔隙率愈高愈好，可使膜表層與支撐層接觸部分最小，而有利於物質傳遞。

超濾通常截留分子量範圍在1000～300000，故超濾膜能對大分子有機物(如蛋白質、細菌)、膠體、懸浮固體等進行分離，廣泛應用於料液的澄清、大分子有機物的分離純化、除熱源。

6.3微濾膜

一般來說，微濾膜是指一種孔徑為0.1-10μm，高度均勻，具有篩分過濾作用的特徵的多孔固體連續介質。依據微孔形態不同，微濾膜可分為兩類：彎曲孔膜和柱狀孔膜。彎曲孔膜的孔膜結構為交錯連接的曲折孔道的網路，而柱狀孔膜的微孔結構為幾乎平行的貫穿膜壁的圓柱狀毛細孔結構

6.4反滲透膜

◆反滲透膜的分類，按驅動力可分為高壓、低壓和超低壓膜;按膜的形狀分為平板膜、中空纖維膜和管式膜;根據制膜方式可分為相轉化膜和複合膜。另外，還可根據制膜材料及應用對象等進行分類。

◆反滲透型膜構造上在表層有一很薄的緻密層(0.1-1.0μm)，即脫鹽層或活化層，在表層下部是多孔支撐層，厚度為100~200μm，活化層基本上決定了膜的分離性能，支撐層只是起著活化層的載體作用，基本上不影響膜的分離性能。

（四）總結

◆分離膜由高分子、金屬、陶瓷等材料製造，以高分子材料居多，按其物態又可分為固膜、液膜與氣膜三類。氣膜分離尚處於實驗研究中，液膜已有中試規模的工業應用，主要用於廢水處理中。

◆目前大規模工業應用的多為固膜，固膜主要以高分子合成膜為主，高分子膜可製成緻密的或多孔的、對稱的或不對稱的。

◆近年來，無機陶瓷膜材料發展迅猛並進入工業應用，尤其是在微濾、超濾及膜催化反應及高溫氣體分離中的應用，充分展示了其化學性質穩定、耐高溫、機械強度高等優點。陶瓷膜和金屬膜亦可以是對稱或不對稱的，但製備方法完全不同。

原標題:【漲姿勢】各種膜 你都了解嗎

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