超滤膜分离性能实验

Ⅰ 超滤膜孔径如何测定

超滤膜孔径的测定微孔滤膜的孔径分离效率是关键所在，所以评价滤膜孔径甚为重要。

目前大致采用以下方法：

一、直接测量法

1.直接法测膜孔径

（1）电子显微镜

扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）电子显微镜表征膜的孔径、孔径分布及膜的形态结构。

制样至关重要。湿膜样品要经过脱水、蒸镀、复型等处理。

逐级脱水法：膜样品用5%饿酸固定，然后在提取器中用CCl4或乙醇逐级脱水，再用环氧树脂包埋固化，最后用超薄切片机切成薄片。适用透射电子显微镜的观察。

低温冷冻脱水法：膜样品放在液氮或其他低温介质中冷冻，使膜样品中的水急速冷冻为细小的结晶，然后在低温（至少低于-60°C）和低真空下，使冷冻的结晶逐级升华。这样制备的膜样品不收缩，经镀金或复型，可用电子显微镜观测。

微滤膜的孔径为0.05-10m，扫描电镜可分辨。

超滤膜的孔径为1nm-30mm，扫描电镜的分辨率低于5-10nmnm，所以采用扫描电镜观测超滤膜的结构是困难的。

透射电镜的分辨率比扫描电镜要高得多，约为3-4A正确制样，高分辨率的透射电镜可以观测超滤膜的表面细微结构。

环境扫描电子显微镜（ESEM），克服了常规SEM的局限性。使湿的、油性的、脏的和不导电的样品不经处理就可直接上机观测。

二、间接测量法

间接法是利用与孔径有关的物理现象，通过实验测出相应的物理参数，在假设孔径为均匀直通圆孔的假设条件下，计算得到膜的等效孔径，主要方法有泡点压力法、压汞法、氮气吸附法、液液置换法、气体渗透法、截留分子量法、悬浮液过滤法。

泡点法：

泡点压力所对应膜的最大孔径。实测时，膜应被液体完全润湿，否则将带来误差。

亲水性膜采用水为润湿液体；疏水性膜采用醇为润湿液体。

测定步骤

a将样品平行于液面浸入蒸馏水中，使其完全湿润b将滤膜置于测试池上，压上光滑的多孔板c在多孔板上加入3-5mm深的水d开通气源，使压力缓慢上升，当滤膜表面出现第一个气泡并连续出泡时的气体压力值，带入公式可求出样品最大孔径值。

e气泡出现最多时的压力值，带入公式可求出样品最小孔径。

f由最大孔径与最小孔径即可算出平均孔径。

（1）电镜法比较直观，但属破坏性检测，也只能得到局部信息

（2）泡压法（又称气体渗透法）只局限于测定膜孔中的最大孔径，用于小孔径超滤膜的测定时所需压力远高于膜的使用压力，故一般认为只适用于微滤膜的测定。

Ⅱ 膜分离技术工艺流程

膜分离技术工艺流程主要分为六个步骤，包括电源接通、参数设定、膜的准备工作、膜分离、膜清洗以及膜的保存。

首先，在操作过程中，需确保电源接通，且泵在运行过程中处于正转状态，以保证后续流程的正常进行。

接着，参数设定至关重要，需根据实验要求的温度和压力，设置最高的工作压力和温度，以满足分离过程的要求。

在膜的使用前，必须进行清洗，以达到最佳的工作状态。清洗步骤分为无机膜和有机膜两种。对于无机膜，清洗方法为使用1%HNO3溶液循环清洗15分钟，然后打开滤液阀门，让滤液回流至循环罐内继续清洗15分钟，最后使用自来水系统清洗至中性。对于有机膜，清洗方法为用1%na5p3o10、0.5%edta、0.2%sds和naoh调至pH11.0，进行45分钟的清洗，之后用纯净水清洗至中性。

在膜处理完物料后，由于受到一定的污染，需要进行清洗以去除污染物。清洗步骤如上所述，以确保膜的性能。

最后，膜的保存至关重要。如果膜不使用超过3天，需要使用1%甲醛溶液将其封存。在冬季，使用20%甘油封存膜，以防止膜在低温条件下发生变形或损坏。

膜分离技术工艺流程通过这六个步骤，确保了膜的高效运作和长期稳定性能，为各种工业应用提供了可靠的分离解决方案。

膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离都采用错流过滤方式。

Ⅲ 超滤是什么原理

超滤是一种膜分离技术，其原理是通过半透性膜的选择性透过功能，将不同粒径的溶质与溶剂进行分离。

详细解释如下：

一、超滤的基本原理

超滤是一种利用半透性膜进行物质分离的过程。超滤膜具有特定的孔径大小，允许溶剂通过，同时阻止较大粒径的溶质通过。这种选择性透过功能基于膜孔径与溶质分子大小的相对关系。当溶液在压力驱动下通过超滤膜时，水分子和较小的溶质分子能够通过膜，而较大的溶质分子和颗粒则被截留。

二、超滤膜的结构特点

超滤膜通常是由多种材料制成的多层结构，具有许多细小的通道和孔隙。这些通道和孔隙的大小决定了膜的选择透过性能。超滤膜的孔径范围通常在几纳米到几百纳米之间，这使得它们能够有效地去除水中的悬浮颗粒、有机物、细菌和病毒等。

三、超滤的工作过程

在超滤过程中，待处理的溶液在压力的作用下通过超滤膜表面。水分子和较小的溶质通过膜的孔隙渗透到膜的另一侧，而较大的颗粒则被膜截留。这个过程称为“截留”。随着时间的推移，被截留的颗粒会在膜表面形成一层滤饼，但这并不会显著影响水的渗透过程，因为滤饼中的空隙仍然允许水分子的通过。定期清洗膜表面可以恢复其过滤性能。

四、超滤的应用领域

超滤技术广泛应用于水处理、食品饮料、医药、化工等领域。它可以用于去除水中的杂质和有害物质，提供清洁的饮用水。同时，它还可以用于食品工业中的果汁和饮料的澄清和过滤，以及医药工业中的药物的提纯和分离过程。超滤技术以其高效、节能和环保的特点，成为现代工业中不可或缺的一项技术。

Ⅳ 如何喝到健康水

实验一：洋葱不喜欢喝纯净水？

实验内容：在现场，有一张“三个洋葱的见证”的实验。在3个培养瓶中，各放一个从菜市场买来的洋葱，分别用了超市买来的纯净水、自来水和伴饮超滤水。

结果：三个星期之后，洋葱的“个头”差别十分明显：放在纯净水里的洋葱基本上没有“长个子”，没有绿苗长出，底部的根须也少得可怜；在自来水养出的洋葱，长出了一小截绿苗；而用伴饮超滤水养出来的洋葱，“个头”窜得很高，绿苗十分茂盛，而且高出自来水洋葱一大截，底部的根须也充满了整个容器。

专家释疑：瓶装的纯净水是饮料，并不能长期喝。因为纯净水里面经过滤后没有了杂质，但“营养”也就消失，只能用来“解渴”，人们在日常饮水时最科学的方式就是喝保留矿物质的水。

比如钙，水中的溶解性钙离子吸收性好，对中国人来说，是价廉易得而且稳定的钙补充途径。同时，纯净水中矿物质缺失严重，净化水（过滤后自来水）兼具较少的微量有机物及较多的矿物质保留，对于对外界环境较为敏感的孕母和儿童来说，也是一种比较好的选择。

实验二：弱酸弱碱水谁最健康？

实验内容：试验台上放置了分别装有纯净水、矿泉水和伴饮超滤水的杯子，当试验人员向其中滴入枚红色的PH试剂。

结果：渐渐的三瓶水样颜色发生变化，纯净水逐渐变黄，而矿泉水和超滤水则显现为淡蓝色，和PH比色卡进行对比，前者PH值小于7在5左右为酸性，而后两者则显示在9，鉴定为碱性水。

专家释疑：水的好坏不能单用酸碱度的PH值来考量，而是一个多项的综合指标，“酸碱度”只能反应出水中有没有矿物质。“饮用的水首先要是没有污染的水，不含有毒有害物质的水。其次要和含有一定矿物质的水，研究表明，长期饮用矿物质含量较少的纯净水及会增加患心血管疾病的风险。”

所以，目前市场上大部分销售的是纯净水，不少人都觉得干净卫生，这其实是个“误区”。因为纯净水非但不含矿物元素，而且还会带走体内的矿物元素，隐含健康风险。

实验三：超滤膜怎么分离水中污物？

试验内容：在实验台前，有两个水箱，一边是发黑的脏水，一边是经过净水器过滤后变干净的水在流淌。一位观众将一根管状超滤膜的一端捏住，然后工作人员利用针管将混有墨汁和其他脏东西的污水注入超滤膜的另外一端。

结果：只见膜丝表面均匀地渗透出了晶莹剔透的干净水，而当这位市民松开捏紧的膜丝端的时候，膜丝内被截留下来的脏东西就随之被冲走了。

专家释疑：科学检测发现，超滤膜一般为高分子有机膜，在超滤膜的表面布满了无数肉眼看不见的微孔，孔径约为0.01微米，是头发丝的万分之一。在水压驱动下，水分子能透过膜壁上的微孔，而比微孔大的颗粒物会被截留下来，达到净化水质的效果。而水中的微量元素呈离子状态，所以和水分子一起保留了下来。

实验四：超滤膜会有污染物累积吗？

实验内容：工作人员取出使用后的超滤膜，里面暗藏“玄机”。原来，在水压驱动下，未经过滤的污水从膜的一端进去，净化水从另外一端出来，而被截留下来的脏东西经排污水从其他接口流了出来。这种“一进两出”的设计是可以排污的，所以水中的污染物都不会累积在滤芯里，而可以随着“废水”排出。

专家释疑：净水器的后期维护非常重要，需要定期更换滤芯，因为净水器截留污物的能力越强，使用越久，滤芯中积累的污染物就越多，如果不及时更换滤芯就极可能引发水质的二次污染问题，导致过滤后的水比过滤前更脏。

所以，是否具备排污能力是消费者选购净水器的关键因素。超滤膜因为具有独特设计，滤芯的使用寿命更长（有的能达到3年甚至更长），换芯成本更低，也不容易产生滤芯的二次污染。

Ⅳ 超滤膜的简介

超滤膜是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的一种微孔过滤膜专。超滤膜采用压力差为推动力的膜过属滤方法为超滤膜过滤。以膜的额定孔径范围作为区分标准时压力差为推动力的膜过滤可区分为：微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02～10μm;超滤膜(UF)为0.001～0.02μm;逆渗透膜(RO)为0.0001～0.001μm。超滤膜的孔径只有几纳米到几十纳米，也就是说在膜的一侧施以适当压力，就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。

Ⅵ 做超滤实验时，超滤膜上标的10KD、30KD单位如何对应分子的大小是否单位越大，超滤得到的物质分子越小

首先与超滤膜的材质有关，比如聚醚砜的和再生纤维的，同样是10KD的，截流能力专是不相同的属，一般要求在截流分析量的2倍-5倍以上方可实现良好的分离，同时不同公司的超滤膜本身应该有自己的说明的，参照说明要求即可。

Ⅶ 超滤膜主要有哪些优点和缺点

超滤膜的优点如下：
1. 超滤膜由聚偏氟乙烯（PVDF）材料制成，并通过亲水性改性处理，能够承受高浓度氧化剂的环境，有效抑制原液中微生物的生长。
2. 超滤膜具有不同分子截留量的系列化膜，能够实现混合溶液中不同分子量组分的分子量分级。
3. 超滤膜的分离过程在常温下进行，适合于热敏性物质的浓缩提纯，如果汁、生物制剂和某些药品，且不发生相变，能耗较低。
4. 超滤膜的操作方式灵活，中空纤维超滤膜可采用全流、死端过滤、错流过滤和浓水排放过滤等三种不同的运行模式。
5. 超滤膜具有高过滤精度，应用范围广泛，能够处理分子量在1000-500,000道尔顿或尺寸大小在0.005-0.1μm左右的溶质。
超滤膜的缺点包括：
1. 超滤膜设备成本较高，初期投资较大。在选择水处理方案时，需根据水源水质情况作出决策。对于复杂水质的综合性废水，建议超滤膜与反渗透膜组合使用，而对于水质单一、较好的水源，则可直接采用超滤膜技术以降低成本。
2. 在水处理中，超滤膜污染是不可避免的。随着使用时间的增长，膜丝拦截的污染物增多，膜表面和孔径可能会被堵塞，导致膜通量下降，进水压力和跨膜压差增大。因此，需要定期进行清洗，包括物理和化学清洗，以恢复膜性能。
3. 超滤膜依赖于压力驱动过滤，因此需要选择合适的动力设备，这无疑增加了水处理过程中的设备投资和能源消耗。