可用于制造超濾膜的材料很多,分為有機(jī)高分子材料和無機(jī)材料兩大類 。
①纖維素酯類
主要有二醋酸纖維素(CA),三醋酸纖維素(CTA),混合纖維素(CA-CN)等。
這類材料制造的超濾膜親水性好,成孔性好,材料來源廣泛、穩(wěn)定,成本較低。但這種材料耐酸堿性能差,也不適用于酮類、酯類和有機(jī)溶劑。
②聚砜類
如聚砜(PS)、磺化聚砜(SPS)、聚醚砜(PES)等。用這種材料制膜,易成型,膜機(jī)械強(qiáng)度好,耐熱、耐化學(xué)性能也較好,是目前用得較多的材料。
③聚烯烴類
主要是聚丙烯(PP)和聚丙烯腈(PAN)。同聚砜相似,它的機(jī)械和化學(xué)性能較好。PAN的腈基是強(qiáng)極性基因,但PAN并不十分親水,通常引入另一種共聚單體(如醋酸乙烯酯或甲基丙烯酸甲酯),以增加鏈的柔韌性和親水性,從而改變其加工性。
④氟材料
目前主要用的是聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTEE),這種材料的超濾膜具有極優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫、耐化學(xué)侵蝕性性能,使用溫度一40~260℃,可在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和多種有機(jī)溶劑條件下使用,但成本很高。
⑤聚氯乙烯(PVC)
這種材料制造的超濾膜具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和極佳的化學(xué)侵蝕性性能,材料來源廣泛、穩(wěn)定,成本適中,可以制造出優(yōu)良的超濾膜,尤其是可以制造出在跨膜壓差很低的條件下,單位膜面積產(chǎn)水量卻很高的超濾膜。例如,海南立升凈水科技實(shí)業(yè)有限公司已生產(chǎn)出在25℃,1m水柱條件下,PVC膜過濾純水的通量達(dá)到400L/(mz.h)(國家十五科技攻關(guān)項目)。
⑥其他材料除上述材料外,還有聚砜酰胺、聚醚酮、聚脂肪酰胺、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺等。
這是近幾年來開發(fā)的新型制膜材料,主要有陶瓷、玻璃、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)和金屬,目前國內(nèi)還處于實(shí)驗室研究階段,尚未商品化生產(chǎn),這種材質(zhì)的超濾膜最突出的優(yōu)點(diǎn)是耐高溫,耐有機(jī)溶劑性能好,不易老化,可再生性強(qiáng),適用于特種分離。
超濾膜是多孔的,但與微濾膜相比,其結(jié)構(gòu)更具有不對稱性,這種不對稱膜包括一個很薄的皮層(一般小于1μm)和一個多孔亞層。所以超濾膜的表征主要是皮層表征,即厚度。
孔徑分布和表面孔隙率,超濾膜皮層典型的孔徑在2-100nm范圍內(nèi)。
按制膜材料分類,超濾膜可分為有機(jī)膜和無機(jī)膜。
按膜的外形特征可將超濾膜分為:1、平板膜;2、管式超濾膜,內(nèi)徑>10nm;3、毛細(xì)管式超濾膜,內(nèi)徑0.50-10.00nm;4、中空纖維超濾膜,內(nèi)徑<0.5nm;5、多孔超濾膜。
在壓差的推動下,原料液中的溶劑和小的溶質(zhì)粒子從高壓的料液側(cè)透過膜到低壓側(cè),所得到的液體一般稱為濾出液或透過液,而大的粒子組分被膜截留,使它在濾剩液中濃度增大,達(dá)到溶液的凈化、分離與濃縮的目的。
超濾膜,是一種孔徑規(guī)格一致,額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。在膜的一側(cè)施以適當(dāng)壓力,就能篩出小于孔徑的溶質(zhì)分子,以分離分子量大于500道爾頓(原子質(zhì)量單位)、粒徑大于10納米的顆粒...
當(dāng)固體或液體的一維線性尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他二維時,我們將這樣的固體或液體稱為膜。通常,膜可分為兩類,一類是厚度大于1微米的膜,稱為厚膜;另一類則是厚度小于1微米的膜,稱為薄膜。 半導(dǎo)體功能器件和光學(xué)鍍膜是...
價格兩三萬一噸,聚偏氟乙烯PVDF是一種純熱塑性含氟聚合物,由偏二氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物。白色固體。密度1.76~1.77。熔點(diǎn)160~170℃??稍?60~150℃范圍使用。
與傳統(tǒng)分離方法相比,超濾分級技術(shù)具有以下特點(diǎn) :
1、濾過程是在常溫下進(jìn)行,條件溫和無成分破壞,因而特別適宜對熱敏感的物質(zhì),如藥物、酶、果汁等的分離、分級、濃縮與富集。
2、濾過程不發(fā)生相變化,無需加熱,能耗低,無需添加化學(xué)試劑,無污染,是一種節(jié)能環(huán)保的分離技術(shù)。
3、超濾技術(shù)分離效率高,對稀溶液中的微量成分的回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效。
4、超濾過程僅采用壓力作為膜分離的動力,因此分離裝置簡單、流程短、操作簡便、易于控制和維護(hù)。
5、超濾法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制劑。對于蛋白質(zhì)溶液,一般只能得到10~50%的濃度。
超濾裝置是在一個密閉的容器中進(jìn)行,以壓縮空氣為動力,推動容器內(nèi)的活塞前進(jìn),使樣液形成內(nèi)壓,容器底部設(shè)有堅固的膜板。小于膜板孔徑直徑的小分子,受壓力的作用被擠出膜板外,大分子被截留在膜板之上。超濾開始時,由于溶質(zhì)分子均勻地分布在溶液中,超濾的速度比較快。但是,隨著小分子的不斷排出,大分子被截留堆積在膜表面,濃度越來越高, 自下而上形成濃度梯度,超濾速度就會逐漸減慢,這種現(xiàn)象稱為濃度極化現(xiàn)象。2100433B
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高分子膜材料運(yùn)用與前景 摘 要:高分子膜具有制備簡單、性能穩(wěn)定以及與指示劑相容性好等特點(diǎn)。本文 介紹高分子膜材料的分類和性能的研究 , 著重從高分子膜的性能、 應(yīng)用等方面綜 述高分子膜材料的研究進(jìn)展情況 , 同時概要敘述高分子膜材料今后的發(fā)展遠(yuǎn)景。 關(guān)鍵詞 :高分子膜;蒸餾性膜;透過性膜;膜的電性;膜的應(yīng)用 , 膜前景。 前 言:高分子膜雖然很早高分子膜雖然很早就出現(xiàn) , 但是對它進(jìn)行較系統(tǒng)的研 究還是近年來才開始的。 在20年代 , 由于石油工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了三大合成材料品 種的不斷增多 , 高分子膜的應(yīng)用范圍也在逐漸擴(kuò)大。 由包裝膜開始 , 到30年代已 將纖維素膜應(yīng)用于超濾分離; 40年代則出現(xiàn)了離子交換膜和電滲析分離法; 50 年代出現(xiàn)了反滲透法膜分離技術(shù); 60年代由加拿大和美國學(xué)者分別成功地制造出 了高效能膜和超過濾膜 , 總之 , 國外高分子膜技術(shù)的發(fā)展是很迅速的。近年來 ,
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膜材料發(fā)展前景與展望 一、 國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)對膜產(chǎn)業(yè)的重大需求 近幾十年發(fā)展起來的膜技術(shù)是以具有選擇透過性的膜材料作為 核心,在膜兩側(cè)推動力下, 實(shí)現(xiàn)混合物分離、 提純、濃縮的分離技術(shù)。 與過濾、精餾、萃取、蒸發(fā)等傳統(tǒng)分離技術(shù)相比, 膜技術(shù)具有能耗低、 分離效率高、設(shè)備簡單、無相變、無污染等優(yōu)點(diǎn),因此被稱為新型高 效分離技術(shù)。作為一種高新技術(shù), 膜技術(shù)并不是高不可攀的, 實(shí)際上, 它就在我們身邊。 比如,隨處可購買到的純凈飲用水絕大部分采用膜 技術(shù)凈化得到;為保持乳品的營養(yǎng)價值及水果的風(fēng)味,牛奶、酸奶、 奶酪等也可以采用膜技術(shù)進(jìn)行除菌、濃縮及雜質(zhì)去除。 在 21 世紀(jì)的多數(shù)工業(yè)中,膜技術(shù)將扮演重要角色,在水資源、 能源、環(huán)境、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。 在緩解水資源短缺方面,預(yù)計到 2050年,我國缺水總量將達(dá) 4000 億 m3,因缺水而導(dǎo)致的工業(yè)總產(chǎn)值損失大約 2000億元,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值
與傳統(tǒng)分離技術(shù)比較,超濾技術(shù)具有以下的特點(diǎn):
①超濾過程是在常溫下進(jìn)行的,條件溫和無成分破壞,特別適合對熱敏感的物質(zhì),如藥物、酶、果汁等進(jìn)行分離、濃縮和富集。
②超濾過程不發(fā)生相變化,無需加熱,能耗低,無需添加化學(xué)試劑,無污染,是一種節(jié)能環(huán)保的分離技術(shù)。
③超濾技術(shù)分離效率高,對稀溶液中微量成分的回收,低濃度溶液的濃縮都非常有效。
④超濾過程僅采用壓力作為分離的動力,因此分離裝置簡單、流程短、操作簡便、易于控制和維護(hù)。
⑤超濾技術(shù)也有局限性,不能直接得到干粉制劑。對于蛋白質(zhì)溶液,一般只能得到10%~50%的濃度。
【學(xué)員問題】什么是超濾膜超濾技術(shù)?
【解答】超濾膜是超濾技術(shù)中最為成熟與先進(jìn)的一種技術(shù)。中空纖維外徑:0.5-2.0mm,內(nèi)徑:0.3-1.4mm,中空纖維管壁上布滿微孔,孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá),截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動,分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動態(tài)過濾過程,被截留物質(zhì)可隨濃縮小排除,不致堵塞膜表面,可長期連續(xù)運(yùn)行。超濾膜是最早開發(fā)的高分子分離膜之一。
超濾技術(shù)是一種廣泛用于水的凈化,溶液分離、濃縮,以及從廢水中提取有用物質(zhì),廢水凈化再利用領(lǐng)域的高新技術(shù)。特點(diǎn)是使用過程簡單,不需加熱,能源節(jié)約,低壓運(yùn)行,裝置占地面積小。
1、過濾系統(tǒng)要定期滅菌。
超濾膜可以截留細(xì)菌,但不可以殺死細(xì)菌,截留率再好的超濾膜也不能長期保證干凈區(qū)不長一個細(xì)菌,有細(xì)菌就可能大量繁殖。直接影響到透過水質(zhì),譬如有的礦泉水成品中出現(xiàn)半透明絲狀白色絮狀的霉菌團(tuán),主要是系統(tǒng)被霉菌污染所致。因此,必須定期對周轉(zhuǎn)環(huán)境及過濾系統(tǒng)進(jìn)行定期滅菌,滅菌的操作周期因供給原水的水質(zhì)情況而定,對于城市普通自來水而言,夏季7~10天,冬季30~40天,春秋季20~30天。地表水作為供給水源時,滅菌周期更短。滅菌藥品可用500~1000mg/L次氯酸鈉溶液或1%過氧化氫水溶液循環(huán)流或浸泡約半小時即可。
2、超濾組件要輕拿輕放,并注意保護(hù),由于超濾組件是精密器材,所以在使用安裝時要小心,要輕拿輕放,更不能甩壞。組件若停用,要先用清水沖洗干凈后,加0.5%甲醛水溶液進(jìn)行消毒滅菌,并密封好。如冬天組件還要進(jìn)行防凍處理,否則組件可能報廢。
3、使用中空纖維超濾膜前必須認(rèn)真閱讀使用說明,按照超濾膜在水處理應(yīng)用工藝進(jìn)行操作。
4、由于每根超濾組件在出廠前加入保護(hù)液,使用前要徹底沖洗組件中的保護(hù)液,先用低壓(0.1MPa)給水沖洗1小時,然后再用高壓(0.2MPa)給水沖洗1小時,無論低壓還是高壓沖洗時,系統(tǒng)的產(chǎn)水排放閥均應(yīng)全部打開。在使用產(chǎn)水時,應(yīng)檢查并確認(rèn)產(chǎn)品水中不含有任何殺菌劑。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問題整理而成,供參考,如有問題請及時溝通、指正。
早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術(shù)的發(fā)展,如今超濾膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣,主要包括食品工業(yè)、飲料工業(yè)、乳品工業(yè)、生物發(fā)酵、生物醫(yī)藥、醫(yī)藥化工、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收以及環(huán)境工程等等。