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。
按离子选择性分类
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。
按分离过程分类
(1)反渗透膜
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、无污染、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(NF)是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
纳滤技术是最早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、抗生素回收等方面。
(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、细菌)、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。
结语
◆分离膜由高分子、金属、陶瓷等材料制造,以高分子材料居多,按其物态又可分为固膜、液膜与气膜三类。气膜分离尚处于实验研究中,液膜已有中试规模的工业应用,主要用于废水处理中。
◆目前大规模工业应用的多为固膜,固膜主要以高分子合成膜为主,高分子膜可制成致密的或多孔的、对称的或不对称的。
◆近年来,无机陶瓷膜材料发展迅猛并进入工业应用,尤其是在微滤、超滤及膜催化反应及高温气体分离中的应用,充分展示了其化学性质稳定、耐高温、机械强度高等优点。陶瓷膜和金属膜亦可以是对称或不对称的,但制备方法完全不同。
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