1. 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。
2. 何谓超滤膜有哪些先进之处原理是什麽
超滤膜
分离技术是指在分子水平上,不同
粒径
的
混合物
在通过超滤膜时,利用膜两侧的压力差和筛分
原理
,实现
选择性
分离的技术
超滤
过程
多采用错流操作,在小批量中也采用死端操作。
超滤
基本上
是按物质
大小
而去除的压力驱动膜过程,超滤膜孔径一般在3-100NM之间,能够截留分子量为1000-100000DALTON的物质;所能去除的物质包括糖、
生物分子
、
高分子聚合物
、
胶体
物质等。超滤膜以其标准“切割分子量(MWCO)”来描述其孔径的大小,膜的标称切割分子量通常定义为膜具有90%以上截留的最小分子量物质。
由于其高效节能的
特点
,因此广泛用于
矿泉水设备
、
饮用水
净化、
工业用水
处理、食品、饮料用
水净化
、除菌、反渗透预处理等方面。
超滤膜原理:
超滤是一种与
RO膜
孔径大小相似的筛分过程,以膜两侧的压力差为
驱动力
,以超滤膜为
过滤介质
,在一定的压力下,当
原液
流过膜
表面
时,超滤膜表面密布的许多细小的
微孔
只允许水及
小分子
物质通过而成为透过液,而原液中
体积
大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的
目的
。
超滤膜分离技术的特点
1、在
常温
和
低压
下进行分离,不用电,因而
能耗
低,从而使设备的运行费用低。
2、设备体积小、
结构
简单,故投资费用低。
3、超滤
分离过程
只是简单的加压输送
液体
,工艺流程简单,易于操作管理。
4、超滤膜是由
高分子材料
制成的均匀连续体,纯
物理方法
过滤,物质在分离过程中不发生质的变化,并且在使用过程中不会有任何
杂质
脱落,保证超
滤液
的纯净。
超滤膜用途:
超滤过程是最广泛使用的膜过程之一,超滤能完成下列一种或多种功能:
①溶液澄清;
②溶质的浓缩;
③溶质的分离;
3. 超滤膜孔径多少微米 超滤膜能过滤哪些物质
超滤膜的孔径范围大致在0.001-0.02微米之间,具体取决于制造厂商和型号。这一范围内的孔径能够有效去除水中的胶体、杂质、水锈、细菌、藻类、病毒和大分子有机物等有害物质,但对水分子和某些矿物质则基本无影响。
尽管超滤膜的孔径不是最小,但与反渗透膜和纳滤膜相比,它依然拥有更大的孔径。因此,超滤膜能够有效过滤水中的杂质,同时保留对人体有益的矿物质,这对于饮用水处理尤为重要。
选择超滤膜时,孔径的大小直接关系到其过滤性能和价格。孔径越小,截留能力越强,成本也相对较高。实际应用中,根据水质情况和具体需求选择合适的孔径至关重要。
超滤膜通过孔径大小有效去除水中的胶体、杂质、水锈、细菌、藻类、病毒和大分子有机物等有害物质。例如,一般的细菌和病毒比超滤膜的孔径大4000倍。超滤膜能够有效去除水中的二价离子,对一价离子的去除率也可达95~99%;对低分子量有机物的去除率可达100%。超滤系统能够除去原水中99%以上的矿物质、细菌、病毒、热原及细菌内毒素等。
超滤膜的应用非常广泛,包括饮用水和矿泉水的净化、工业废水与生活污水的净化和回收、发酵和制药工业中的浓缩、纯化与澄清、生物制品和食品工业中的分离、浓缩和纯化、血液处理和废水处理中的终端处理装置,以及纯水和超纯水制备工艺中的预处理和终端处理。
在工业用水中,超滤膜用于分离细菌、热源、胶体、悬浮杂质及大分子有机物。
4. 超滤膜孔径多少微米 超滤膜能过滤哪些物质
超滤膜孔径范围在0.001-0.02微米之间,具体孔径根据品牌、型号、材质有所不同。超滤膜通过孔径大小有效过滤水中的胶体、杂质、水锈、细菌、藻类、病毒及大分子有机物。尽管孔径不是最小,但超滤膜在保留水中对人体有益的矿物质方面表现出色,而反渗透膜则会过滤掉这些有益物质。
超滤膜的截留分子量通常介于1000至500000Dal之间。孔径大小直接影响其过滤性能,孔径越小,截留能力越强,成本也越高。实际应用中需考虑水质和成本,不同应用领域对孔径选择也有要求。例如,浓缩蛋白质时需选择比该蛋白质孔径更大的超滤膜。
超滤膜能有效去除水中的二价离子,对一价离子的去除率可达95~99%,对低分子量有机物的去除率可达100%。超滤系统能除去99%以上的矿物质、细菌、病毒、热原及细菌内毒素。
超滤膜广泛应用于饮用水、矿泉水净化;工业废水与生活污水净化和回收;发酵、酶制剂和制药工业中的浓缩、纯化与澄清;生物制品、医药制品和食品工业中的分离、浓缩、纯化;血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理;工业用水中分离细菌、热源、胶体、悬浮杂质及大分子有机物。
超滤膜作为反渗透预处理和超纯水终端处理,在纯水与超纯水制备工艺中发挥重要作用。在工业用水中,超滤膜用于分离细菌、热源、胶体、悬浮杂质及大分子有机物。
5. 各大品牌超滤膜孔径尺寸数据
超滤膜是通过压力使水通过膜孔径以过滤水中杂质的设备,孔径是其关键因素,范围通常在0.001-0.02微米之间,并非统一标准。不同品牌超滤膜的孔径和功能有所不同。
陶氏超滤膜孔径大小大致在0.005~0.1微米之间,截留分子量为1000~500,000道尔顿。该膜材质多样,包括PVDF、PES、PP、PE、PS、PAN、PVC等,有效去除细菌、病毒、大分子有机物等。
海德能超滤膜孔径为0.01微米,截留分子量分为10万、5万、1万、6千等类型,能100%清除水中的病菌和微生物。
科氏超滤膜孔径在0.002~0.1微米之间,截留分子量约1000~500000道尔顿。膜结构有管式、中空纤维、卷式、平板式等。
诺芮特超滤膜平均孔径为0.010~0.025微米,最大不超过0.025微米。它能完全过滤水中的胶体、固体颗粒、病菌、隐性孢子等,具有出色的耐化学腐蚀和抗氧化性能。
苏伊士GE超滤膜孔径大小为0.2-0.02微米,材质有PVDF、复合纤维(TFM)。根据截留分子量和用途,分为GE、GH、GK、PT、PW、MW系列。
立升超滤膜采用改性PVC材质,孔径为0.02微米,平均截留分子量为100,000道尔顿。有效去除水中的悬浮微粒、胶体、微生物等杂质,提供多种规格膜组件。
美能超滤膜孔径在0.002~0.1微米之间,截留分子量为1000~500000道尔顿。有效过滤水中的胶体、蛋白质、微生物及大分子有机物,主要材料为PVDF和PES。
6. 滤膜孔径问题
超滤膜以其独特的“超级筛分”特性在分离技术中占有一席之地。其孔径范围极小,从几纳米到几十纳米,仅为头发丝直径的1‰。根据膜的额定孔径划分,微孔膜(MF)的孔径在0.02至10微米之间,超滤膜(UF)则在0.001至0.02微米,而逆渗透膜(RO)的孔径更小,范围在0.0001至0.001微米之间。通过施加适当压力,超滤膜能有效筛选出大于其孔径的溶质分子,适用于分离分子量大于500道尔顿、粒径在2至20纳米之间的颗粒。
超滤膜的结构分为对称和非对称两种类型。对称膜是各向同性的,没有明显的皮层,其孔隙均匀分布于所有方向,属于深层过滤。而非对称膜则有所不同,表层较致密,厚度约0.1微米或更薄,拥有有序排列的微孔;而底层以指状结构为主,厚度大约在200至250微米,属于表层过滤。这种结构设计使得非对称膜在分离过程中能更精细地控制颗粒的透过。
7. 超滤膜的原理是什么孔径与分子量之间有关系吗
超滤膜原理
超滤膜筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的专压力下,当属原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
超滤膜孔径与分子量之间的关系
超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说只有一根头发丝的1‰!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。超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的,没有皮层,所有方向上的孔隙都是一样的,属于深层过滤;后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层,表层厚度为0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底层厚度为200~250微米,属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。