膜的分类
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膜的分类————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ膜的分类环境与资源学院08级3班(一)膜的定义所谓的膜,是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相,它把流体相分隔为互不相通的两部分,并能使这两部分之间产生传质作用。
近年来,膜分离过程已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方面的重要分离过程。
已经工业化的有微孔过滤、超滤、反渗透、电渗析和气体分离等,渗透汽化也在最近几年中速成了工业规模的装置。
膜分离与反应结合的过程,各种膜反应器的研究和应用也发展较快。
其他非分离膜过程,如控制释放技术,医用人造膜和膜传感器等种类也不少,有的发展速度将超过膜分离过程。
(二)膜的特性◆ 不管膜多薄, 它一定有两个界面。
这两个界面分别与两侧的流体相接触◆ 膜传质有选择性,它可以使流体相中的一种或几种物质透过,而不允许其它物质透过。
(三)膜的分类方法膜种类和功能繁多,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。
3.1 按材料分类 无机膜和有机膜(1) 有机膜结构:对称膜(微孔膜、均质膜)、非对称膜、 复合膜形状:平板膜、管式膜、中空纤维膜、卷式分离机理: 扩散性膜 、离子交换膜、选 择性膜、非选择性膜分离过程:反渗透膜、渗透膜、气体分离膜、电渗 析膜、渗析膜、渗透蒸发膜孔径大小:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜材料:有机膜、无机膜有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
通过膜对油滴及悬浮粒子的有效截留,而达到油水分离的目的。
具有出水水质好、操作方便、占地面积小、不产生新的污泥等优点。
膜渗透汽化有机膜电镜图(2)无机膜◆无机膜是固态膜的一种,它是由无机材料,如金属、金属氧化物、陶瓷、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。
◆无机分离膜可以分为致密膜和多孔膜两类◆按IUPAC制定的标准·,多孔无机膜按孔径范围可分为三大类,目前已经工业化的无机膜均为粗孔膜和过滤膜孔径>50 nm 粗孔膜孔径2~50nm 过滤膜孔径<2nm 微孔膜陶瓷膜净水器金属膜电阻膜材料种类高分子有机膜纤维素衍生物类聚砜类聚酰胺类聚酰亚胺类聚酯类聚烯烃类乙烯类聚合物含硅聚合物含氟聚合物甲壳素类无机膜致密膜多孔膜致密的金属膜致密的固体电解质膜致密的”液体充实固体化“动态原位形成的致密膜Pd膜及Pd合金膜Ag膜及Ag合金膜氧化锆膜复合固体氧化膜多孔负载膜多孔金属膜,多孔不锈钢膜多孔Ni膜,多孔Ag膜,多孔Pd膜,多孔Ti膜多孔陶瓷膜,包括Al2O3膜,SiO2膜,ZrO2膜,TiO2膜(多孔玻璃膜,分子筛膜,包括碳分子筛)具体分类◆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。
膜的分类及应用一、引言膜是一种具有特殊功能的材料,广泛应用于水处理、食品加工、医药等领域。
本文将介绍膜的分类及应用。
二、膜的分类(一)按材料分类1. 有机膜:包括聚酯薄膜、聚酰胺薄膜等。
2. 无机膜:包括陶瓷膜、金属氧化物薄膜等。
(二)按制备方法分类1. 蒸发凝固法:通过溶液的挥发使溶质在基底上沉积形成薄膜。
2. 溶液浸渍法:将基底浸泡在含有溶质的溶液中,使其吸附在基底表面形成薄膜。
3. 化学气相沉积法:通过化学反应使气体中的原子或分子在基底表面沉积形成晶体或非晶体结构的固态材料。
(三)按应用分类1. 超滤器:用于分离悬浮物和胶体颗粒。
2. 反渗透器:用于海水淡化和饮用水处理。
3. 气体分离膜:用于制氢、制氧等。
4. 生物反应器:用于生物发酵过程中的分离和浓缩。
三、膜的应用(一)水处理领域1. 反渗透膜:用于海水淡化和饮用水处理,能够有效去除水中的盐分和污染物。
2. 纳滤膜:用于处理工业废水和生活污水,能够有效去除有机物、微生物等。
(二)食品加工领域1. 超滤器:用于乳品加工、果汁澄清等,能够有效去除悬浮物和胶体颗粒。
2. 纳滤膜:用于酒类加工、果汁浓缩等,能够有效去除有机物、色素等。
(三)医药领域1. 超滤器:用于血液透析和血液净化,能够有效去除尿素等代谢产物。
2. 纳滤膜:用于药品纯化和生产过程中的分离和浓缩。
(四)其他应用领域1. 气体分离膜:用于制氢、制氧等,能够有效分离不同的气体。
2. 生物反应器:用于生物发酵过程中的分离和浓缩,能够有效提高生产效率。
四、结论膜作为一种具有特殊功能的材料,在水处理、食品加工、医药等领域有着广泛的应用。
通过对膜的分类及应用进行了解,可以更好地选择适合自己领域的膜材料,并且能够提高生产效率和产品质量。
膜的分类及应用一、膜的定义和概述膜是由一种或多种材料制造而成的薄膜状物体,具有半透性和选择性渗透性。
膜的应用范围非常广泛,包括水处理、气体分离、食品加工等领域。
膜的分类主要根据其结构、材料和功能进行。
二、按照结构分类的膜根据膜的结构不同,可以将膜分为以下几类:1. 薄膜薄膜是指厚度在0.1微米(μm)~5微米(μm)之间的膜材料。
薄膜在水处理、气体分离和食品加工等领域有着广泛的应用。
2. 中空纤维膜中空纤维膜是指由中空纤维组成的膜材料。
中空纤维膜以其高效的分离性能和较大的通量成为水处理和饮用水净化领域的重要材料。
3. 平板膜平板膜是由带有孔隙的扁平型膜片组成的膜材料。
平板膜广泛应用于污水处理、海水淡化和工业废水处理等领域。
三、按照材料分类的膜根据膜的材料不同,可以将膜分为以下几类:1. 无机膜无机膜是指由无机材料制成的膜材料,如陶瓷、玻璃等。
无机膜具有优异的化学稳定性和机械强度,在高温、高压等恶劣条件下仍能够保持较好的分离性能。
2. 有机膜有机膜是指由有机材料制成的膜材料,如聚合物、液晶聚合物等。
有机膜具有较好的柔韧性和可加工性,广泛应用于饮用水净化、气体分离和食品加工等领域。
3. 复合膜复合膜是指由两种或两种以上材料组合而成的膜材料。
复合膜综合了不同材料的特点,具有更好的分离性能和通量。
四、按照功能分类的膜根据膜的功能不同,可以将膜分为以下几类:1. 超滤膜超滤膜是一种通过物理筛选分离物质的膜。
超滤膜具有较高的通量和良好的分离效果,广泛应用于污水处理、饮用水净化和食品加工等领域。
2. 反渗透膜反渗透膜是一种通过逆渗透作用分离溶质和溶剂的膜。
反渗透膜具有较高的分离精度,被广泛应用于海水淡化、饮用水净化和工业废水处理等领域。
3. 气体分离膜气体分离膜是一种通过渗透性差异分离不同气体的膜。
气体分离膜具有高选择性和高通量,广泛应用于气体分离和气体回收等领域。
4. 电渗析膜电渗析膜是一种通过电化学反应分离溶质的膜。
膜的定义与分类尽管在生产和生活中的诸多领域应用的商品膜种类繁多,以及具体的分离机理和使用方法千差万别,但他们具有共同的特性,即选择透过性。
因此膜的一般定义是:膜是分离两相和作为选择性传递物质的屏障。
它可与一种或两种相邻的流体相之间构成不连续区间并影响流体中各组分的透过速度。
膜的分类1. 按膜结构分液膜:按制膜材料形态来分类的一种,即以液态物质为分离介质形成的膜,亦叫液相膜或液膜。
这种膜可以把两种气相,气液两相或两相不互溶的液体进行分隔和促进分离,如乳化液膜和支撑液膜。
固膜:按制膜材料形态来分类的一种以固态物质为分离介质制成的膜,亦叫固相膜或固体膜。
对称膜:一般指膜的各部分具有相同的特性,其孔结构不随深度而变化的膜。
膜的厚度范围为10~200um。
非对称膜:由同种材料制成的,一层为致密分离层,其厚度通常为0.1~0.5um另一层或多层(如无机膜)为支撑层(其厚度为5~10um)。
2. 按化学组成分类不同的膜材料具有不同的化学稳定性、热稳定性、机械性能和亲和性能,对于不同的分离体系,利用不同材料制备的分离膜可以取得较好的效果。
有机膜:以有机高分子聚合物为材料制成的具有分离功能的渗透膜。
这类膜的优点是容易加工成型,成本低。
其缺点是在高温,高压和有强吸附组分下,性能不稳定。
无机膜:以无机材料为分离介质制成的具有分离功能的渗透膜,如金属膜、合金膜、陶瓷膜、高分子金属配合物膜、分子筛复合膜、沸石膜和玻璃膜等,它具有化学稳定性好、耐高温、孔径分布窄和分离效率高等特点,可用于气体分离等。
纤维素类是应用最早,也是应用最多的膜材,它主要用于渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜、透析膜中,在气体分离膜和渗透蒸发中也有应用。
由于在较高温度、酸性和碱性条件下纤维素膜易水解,此外易被许多微生物分解,所以纤维素膜的耐久性较差。
金属膜:以金属材料,如钯、银为介质制成的具有分离功能的渗透膜。
可利用其对氢的溶解机理制备超纯氢和进行加氢或脱氢膜反应。
保护膜的分类和用途保护膜是一种广泛应用于各种领域的材料,它可以起到保护、隔离、防护等作用。
根据不同的用途和材料,保护膜可以分为多种类型。
本文将从保护膜的分类和用途两个方面进行介绍。
一、保护膜的分类1.塑料保护膜塑料保护膜是一种常见的保护膜,它主要由聚乙烯、聚氯乙烯等塑料材料制成。
塑料保护膜具有防水、防尘、防潮、防静电等特性,广泛应用于电子产品、家具、建筑材料等领域。
2.金属保护膜金属保护膜是一种以金属材料为主要成分的保护膜,如铝箔保护膜、铜箔保护膜等。
金属保护膜具有良好的导电性、隔热性、防腐蚀性等特性,广泛应用于电子产品、食品包装、建筑材料等领域。
3.纸质保护膜纸质保护膜是一种以纸张为主要成分的保护膜,它具有环保、易于回收等特性,广泛应用于食品包装、医药包装、文化用品等领域。
4.复合保护膜复合保护膜是一种由多种材料复合而成的保护膜,如聚酯薄膜复合保护膜、聚氯乙烯薄膜复合保护膜等。
复合保护膜具有多种特性,如防水、防潮、防静电、隔热等,广泛应用于电子产品、建筑材料、食品包装等领域。
二、保护膜的用途1.电子产品领域电子产品是保护膜的主要应用领域之一。
在电子产品的生产、运输、销售过程中,保护膜可以起到防尘、防潮、防静电等作用,保护电子产品的质量和性能。
常见的电子产品保护膜有聚乙烯保护膜、聚酯薄膜复合保护膜等。
2.建筑材料领域建筑材料是保护膜的另一个主要应用领域。
在建筑材料的生产、运输、安装过程中,保护膜可以起到防水、防尘、防刮花等作用,保护建筑材料的质量和外观。
常见的建筑材料保护膜有聚氯乙烯保护膜、聚乙烯保护膜等。
3.食品包装领域食品包装是保护膜的另一个重要应用领域。
在食品包装的生产、运输、销售过程中,保护膜可以起到防潮、防氧化、防污染等作用,保护食品的质量和安全。
常见的食品包装保护膜有铝箔保护膜、聚乙烯保护膜等。
4.医药包装领域医药包装是保护膜的另一个重要应用领域。
在医药包装的生产、运输、销售过程中,保护膜可以起到防潮、防氧化、防污染等作用,保护药品的质量和安全。
光学膜分类
光学膜主要分为以下几种类型:
1. 反射膜:具有高反射或低反射特性的薄膜,用于控制光的反射率。
常见的反射膜有反光镜膜、增透膜等。
2. 抗反射膜:主要用于减少光在表面的反射,提高透光率和透明度。
常见的抗反射膜有玻璃抗反射膜和光学塑料抗反射膜等。
3. 滤光膜:通过吸收、反射或透射特定波长的光线,用于控制光的颜色和波长。
常见的滤光膜有彩色滤光膜、偏振膜等。
4. 增透膜:用于提高透光率和透明度的薄膜,能够增强或减弱特定波长的光线。
常见的增透膜有太阳能增透膜、眼镜镀膜等。
5. 镀膜:利用物理或化学方法在物体表面形成一层光学性质特殊的薄膜,用于改善光学设备的性能。
常见的镀膜有镜片镀膜、镜面反射涂层等。
以上是常见的光学膜分类,它们在各种光学应用中发挥着重要的作用,如相机镜片、眼镜、显示器等。
膜的分类环境与资源学院08级3班周子雄史小辉赵丽芳呼吉乐(一)膜的定义所谓的膜,是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相,它把流体相分隔为互不相通的两部分,并能使这两部分之间产生传质作用。
近年来,膜分离过程已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方面的重要分离过程。
已经工业化的有微孔过滤、超滤、反渗透、电渗析和气体分离等,渗透汽化也在最近几年中速成了工业规模的装置。
膜分离与反应结合的过程,各种膜反应器的研究和应用也发展较快。
其他非分离膜过程,如控制释放技术,医用人造膜和膜传感器等种类也不少,有的发展速度将超过膜分离过程。
(二)膜的特性◆不管膜多薄, 它一定有两个界面。
这两个界面分别与两侧的流体相接触◆膜传质有选择性,它可以使流体相中的一种或几种物质透过,而不允许其它物质透过。
(三)膜的分类方法膜种类和功能繁多,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。
3.1 按材料分类 无机膜和有机膜(1) 有机膜渗透汽化有机膜电镜图(2)无机膜结构:对称膜(微孔膜、均质膜)、非对称膜、 复合膜形状:平板膜、管式膜、中空纤维膜、卷式分离机理: 扩散性膜 、离子交换膜、选 择性膜、非选择性膜分离过程:反渗透膜、渗透膜、气体分离膜、电渗 析膜、渗析膜、渗透蒸发膜孔径大小:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜材料:有机膜、无机膜有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
通过膜对油滴及悬浮粒子的有效截留,而达到油水分离的目的。
具有出水水质好、操作方便、占地面积小、不产生新的污泥等优点。
膜◆无机膜是固态膜的一种,它是由无机材料,如金属、金属氧化物、陶瓷、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。
◆无机分离膜可以分为致密膜和多孔膜两类◆按IUPAC制定的标准·,多孔无机膜按孔径范围可分为三大类, 目前已经工业化的无机膜均为粗孔膜和过滤膜孔径>50 nm 粗孔膜孔径2~50nm 过滤膜孔径<2nm 微孔膜陶瓷膜净水器金属膜电阻◆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。
膜的分类环境与资源学院08级3班周子雄史小辉赵丽芳呼吉乐(一)膜的定义所谓的膜,是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相,它把流体相分隔为互不相通的两部分,并能使这两部分之间产生传质作用。
近年来,膜分离过程已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方面的重要分离过程。
已经工业化的有微孔过滤、超滤、反渗透、电渗析和气体分离等,渗透汽化也在最近几年中速成了工业规模的装置。
膜分离与反应结合的过程,各种膜反应器的研究和应用也发展较快。
其他非分离膜过程,如控制释放技术,医用人造膜和膜传感器等种类也不少,有的发展速度将超过膜分离过程。
(二)膜的特性◆不管膜多薄, 它一定有两个界面。
这两个界面分别与两侧的流体相接触◆膜传质有选择性,它可以使流体相中的一种或几种物质透过,而不允许其它物质透过。
(三)膜的分类方法膜种类和功能繁多,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。
3.1 按材料分类 无机膜和有机膜(1) 有机膜渗透汽化有机膜电镜图结构:对称膜(微孔膜、均质膜)、非对称膜、 复合膜形状:平板膜、管式膜、中空纤维膜、卷式分离机理: 扩散性膜 、离子交换膜、选 择性膜、非选择性膜分离过程:反渗透膜、渗透膜、气体分离膜、电渗 析膜、渗析膜、渗透蒸发膜孔径大小:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜材料:有机膜、无机膜有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
通过膜对油滴及悬浮粒子的有效截留,而达到油水分离的目的。
具有出水水质好、操作方便、占地面积小、不产生新的污泥等优点。
膜(2)无机膜◆无机膜是固态膜的一种,它是由无机材料,如金属、金属氧化物、陶瓷、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。
◆无机分离膜可以分为致密膜和多孔膜两类◆按IUPAC制定的标准·,多孔无机膜按孔径范围可分为三大类, 目前已经工业化的无机膜均为粗孔膜和过滤膜孔径>50 nm 粗孔膜孔径2~50nm 过滤膜孔径<2nm 微孔膜陶瓷膜净水器金属膜电阻◆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。
膜科学与技术格式-回复"膜科学与技术格式"膜科学与技术是一门涵盖多学科的领域,其研究的对象是膜及其应用。
膜是一种具有特殊结构的分离材料,可以用于实现分离、净化、催化、过滤等多种功能。
膜科学与技术的发展为人类的工业、环保、能源等方面带来了种种可能性,因此备受研究者的关注和重视。
一、膜的概念与分类膜是一种由一层或多层材料构成的具有微孔或几何孔隙结构的分离屏障。
根据结构和形态的不同,膜可以分为多种类型:1. 超滤膜:透过孔径较大的微孔,可用于去除悬浮物、胶体等。
2. 逆渗透膜:透过孔径较小的微孔,可用于去除溶解在水中获悬浮物、胶体、溶解性有机物等。
3. 微滤膜:孔径在超滤和逆渗透之间,可用于去除较大分子、细菌等。
4. 气体分离膜:用于分离混合气体中的不同成分。
5. 离子交换膜:具有交换离子功能,可用于水处理、电池等应用中。
6. 渗透膜:根据溶液渗透性的不同,可用于分离和浓缩。
二、膜科学与技术的原理与应用膜科学与技术的研究主要基于分子扩散和分子大小、形状、电荷等因素的差异。
在应用方面,膜科学与技术广泛应用于以下领域:1. 膜分离技术:包括膜过滤、膜渗透、膜扩散等,可应用于水处理、食品加工、制药、化学工业等领域。
2. 膜反应器:将催化剂固定在膜上,以提高反应速率和选择性,主要应用于化学合成和环境保护领域。
3. 膜吸附技术:利用膜上的吸附剂吸附目标组分,可用于气体和水的净化、溶剂回收等。
4. 膜传输技术:通过调节膜的通透性和选择性,实现物质的传输和分离,应用于气体分离、气体吸附、气体液化等领域。
5. 膜反应分离一体化:将反应器和分离器集成在一起,实现反应与分离的同时进行,提高反应效率和产品纯度。
三、膜科学与技术的发展和前景随着人类对高效、低能耗分离技术的需求不断增加,膜科学与技术得到了广泛的研究和应用。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 新材料的研发:开发更具选择性和稳定性的膜材料,以提高分离效率和耐受性。
膜的物理学和化学随着科学技术的不断进步,人们对物质的认识也越来越深刻。
膜作为各种物质之间的界面,在现代生产和生活的各个领域中扮演着至关重要的角色。
因此,研究膜的物理学和化学已经成为一个引人注目的研究热点。
本文将分别从物理学和化学两个角度,探讨膜的相关内容。
一、膜的物理学1.膜的定义膜是由分子、聚合物或无机物质构成的薄膜,其厚度通常在1~1000纳米之间。
膜可以是单一的或多层的,它们在生命体系和工业中发挥着重要的作用。
2.膜的分类按膜的性质可以将其分类为以下几种:(1)超滤膜:指孔径小于100纳米的膜,可以分离高分子物质和小分子物质,广泛应用于生物医药和生产领域。
(2)反渗透膜:利用压力将水和溶质分离的膜,广泛应用于水处理和海水淡化等领域。
(3)电渗透膜:通过电场作用将离子和水分离的膜,广泛应用于制备电解质和清洁化学品等领域。
3.膜的制备技术膜的制备技术通常可以分为物理学、化学和生物学方法。
物理学方法包括旋转涂层、蒸发沉积、自组装等。
化学方法包括原子层沉积、溶胶-凝胶、界面聚合等。
生物学方法包括生物界面技术、膜蛋白表达和纳米技术等。
4.膜的应用随着膜制备技术的不断发展,膜在各个领域中的应用越来越广泛。
以下为膜的几个应用举例:(1)膜在生物医药领域中的应用:用于药物控释、生物传感、病原体检测等。
(2)膜在纳米技术中的应用:用于纳米传感与探针、分子识别和生物成像等。
(3)膜在环境领域中的应用:用于水污染处理、大气净化、废气处理等。
二、膜的化学1.膜的化学成分膜的化学成分通常由聚合物、金属、无机物或复合材料组成。
其中,聚合物膜在各个领域中的应用非常广泛。
2.膜的化学性能膜的化学性能主要包括以下几个方面:(1)抗氧化性:膜的抗氧化性能是衡量其耐久性的重要指标。
(2)生物相容性:膜在生物医药领域中应用较广,其生物相容性对于其使用效果具有重要影响。
(3)热稳定性:膜必须具有较好的热稳定性,才能在强酸、强碱或高温条件下正常使用。
膜的相关概念膜在日常生活中经常被提到,它具有广泛的应用领域,如水处理、能源产生、环境保护等。
下面将详细介绍膜的相关概念。
一、膜的定义与分类膜是由具有一定厚度的材料制成的无机或有机层状结构,由于其具有微孔结构或分子筛状结构,使得其可能透过某些物质,从而实现物质分离、浓缩或纯化的过程。
根据其结构和用途的不同,膜可以分为有机膜和无机膜。
有机膜是由有机高分子材料制成的薄膜,如聚合物膜、聚酯膜等。
其具有较高的分离效率和可扩展性,并且制备工艺相对简单,可以用于水处理、气体分离等。
无机膜是由无机物质制成的薄膜,如陶瓷膜、氧化膜等。
无机膜具有较高的力学强度和化学稳定性,适用于高温、腐蚀性物质等特殊环境,常用于气体分离、液体过滤等领域。
二、膜的制备技术膜的制备技术主要包括物理法、化学法和生物法。
物理法是通过物理手段制备膜材料,常用方法有溶液浇铸、浸渍法和吹扩法。
其中,溶液浇铸是将膜材料溶解在溶剂中,通过浇铸、干燥等步骤制备膜。
浸渍法是将膜材料溶解在溶剂中,再将基材浸渍至溶液中,最后干燥得到膜。
吹扩法是将聚合物熔融后通过空气吹扩的方式制备薄膜。
化学法是通过化学反应制备膜材料,常用方法有沉积法、溶胶凝胶法和化学气相沉积法。
其中,沉积法是将膜材料的原料通过化学反应在基材表面沉积形成膜。
溶胶凝胶法是将溶胶和凝胶形成溶胶凝胶体系,再通过凝胶胶化、干燥等步骤制备膜。
化学气相沉积法是将膜材料的前体通过气相反应在基材表面沉积形成膜。
生物法是利用生物体自身的特性制备膜材料,如菌体、细胞等。
通过不同的培养条件和工艺,使菌体或细胞形成膜状结构,可用于水处理、医药等领域。
三、膜的应用领域膜具有广泛的应用领域,主要包括水处理、气体分离、液体过滤等。
1. 水处理:膜在水处理中的应用主要包括反渗透、超滤和微滤等。
反渗透膜可以用于海水淡化处理,通过对海水进行逆渗透,去除其中的盐分和杂质,得到淡水。
超滤和微滤膜可以用于饮用水处理、废水处理等,可以去除水中的大分子有机物和微生物等。
汽车车膜分类
汽车车膜分为染色膜、涂布印刷膜、普通金属膜、纳米陶瓷膜、贵金属膜、磁控溅射膜。
1、染色膜:特点是薄,不隔热,容易褪色。
2、涂布印刷膜:一般较厚,隔热性好,但透视性稍差。
3、普通金属膜:在无色的原膜层上喷涂金属制成,常用的金属有铝、铁等。
4、纳米陶瓷膜:以纳米氮化钛为基础,结合磁控溅射技术和金属氮化技术制作而成。
经久耐用,不易腐蚀,不干扰电磁信号。
5、贵金属膜:在无色原膜上溅射金属,精选铬、钛、铂等贵金属;
6、磁控溅射膜:将240层聚酯薄膜叠加在一起,制成厚度仅为0.05mm的隔热膜,具有可见光透过率高、隔热性好、使用寿命长、无电磁信号干扰等特点。
膜的分类(一)10.2.1.1按膜断面的物理形态分类按照分别膜断面的物理形态不同,可将其分为对称膜,不对称膜、复合膜、平板膜、管式膜、中空纤维膜等。
这种划分的依据主要来自于不对称膜的底层和皮层的孔尺寸大小不同,即从底层到皮层的膜本体中存在膜孔径的梯度分布。
其中的一表面层甚至两表面层可能没有孔。
也有可能是有不同的材料构成的所谓复合膜(Composite membranes)。
对称膜包括无孔的致密膜(Homogeneous membrane)和多孔对称膜。
全部膜装置的核心部分是膜组件,即按一定技术要求组装在一起的组合构件。
膜组件主要可分为毛细管中空纤维式、平板-框式和卷式膜组件。
膜的基本形态种类10-1所示。
10.2.1.2按膜的材料分类不同的膜分别过程对膜材料有不同的要求。
反滲透膜材料必需是亲水性的(hydrophilic),气体分别膜的透量与有机高分子膜材料的自由体积和内聚能的比值有挺直关系;膜蒸馏要求膜材料是疏水性的(hydrophobic);超滤过程膜的污染取决于膜材料与被分别介质的化学结构。
因此,按照不同的膜分别过程和被分别介质,挑选合适的聚合物作为膜材料是制备分别膜首先必需解决的。
目前讨论和已经应用的聚合物分别膜材料大致可归纳为以下几类,见表10-1。
图10-1 膜的基本形态种类表10-1膜材料的分类纤维素是资源最为丰盛的自然高分子,因为纤维素的分子量很大,在分解温度前没有熔点,且不溶于通常的溶剂,无法加工成膜,必需举行化学改性,生成纤维素醚、才干溶于溶剂。
纤维素本身也能溶于铜氨溶液和二硫化碳等,在纺丝和成膜过程中又回复到纤维素的结构,故称为再生纤维素。
再生纤维素目前主要应用在微滤膜和超滤膜;(CN)主要应用在微滤膜;(CA)和三醋酸纤维素(CTA)是制备不对称反渗透膜的基本材料,CA也被制备为卷式超滤组件以及微滤膜;乙基纤维素(EC)主要被应用在分别O2、N2的中空纤维膜中。
聚砜是一类耐温高强度工程塑料,具有优异的抗蠕变性能,故自双酚A型聚砜(PSF)浮现后,即继CA后进展成为目前最重要、生产量最大的合成膜材料,它可用作微滤膜和超滤第1页共2页。
膜的分类
环境与资源学院08级3班
周子雄史小辉
赵丽芳呼吉乐
(一)膜的定义
所谓的膜,是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相,它把流体相分隔为互不相通的两部分,并能使这两部分之间产生传质作用。
近年来,膜分离过程已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方面的重要分离过程。
已经工业化的有微孔过滤、超滤、反渗透、电渗析和气体分离等,渗透汽化也在最近几年中速成了工业规模的装置。
膜分离与反应结合的过程,各种膜反应器的研究和应用也发展较快。
其他非分离膜过程,如控制释放技术,医用人造膜和膜传感器等种类也不少,有的发展速度将超过膜分离过程。
(二)膜的特性
◆不管膜多薄, 它一定有两个界面。
这两个界面分别与两侧的流体相接触
◆膜传质有选择性,它可以使流体相中的一种或几种物质透过,而不允许其它物质透过。
(三)膜的分类方法
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
3.1 按材料分类 无机膜和有机膜
(1) 有机膜
渗透汽化有机膜电镜图
◆按IUPAC 制定的标准·,多孔无机膜按孔
径范围可分为三大类, 目前已经工业化的
◆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%,聚酰胺膜占%,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)非对膜
当前使用最多的膜具有精密的非对称结构。
这种膜具有物质分离最基本的两种性质,即高传质速率和良好的机械强度。
它有很薄的表层~1μm)和多孔支撑层(100~200μm) ,
优点,即被脱除的物质大都在其表面,易于清除,
(3) 复合膜
◆复合膜或称“薄膜复合”的膜(thin —film 称活性膜层)沉积于具有微孔的底膜(
支撑层)层是不同的材料,而非对称膜是同一种材料。
递。
按形状分类 (1)平板膜
(2)管式膜。
它是非对称膜的一种,其致密层可位于
的内表面(如微滤膜和超滤膜)。
对气体分。
平板膜片
)3OH ,电离后,呈正电性
生物膜,它对物质的通过既具有半透膜
性,如细胞膜。
因此,
具有选
择透过
性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
5.按分离过程分类 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,依据其他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,因此能够有效地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。
6.按孔径大小分类:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜
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
超滤膜
超滤(UF)是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在至1000um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与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。
超膜系统在污水处理中的应用
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。
微滤膜
一般来说,微滤膜是指一种孔径为μm,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
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(),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。
四.总结
◆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。