理论教育 超滤膜的分离机理:不仅仅是筛分

超滤膜的分离机理:不仅仅是筛分

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于超滤而言,一种被广泛用来形象地分析超滤膜分离机理的说法是“筛分”理论。应当指出的是,若超滤完全用“筛分”的概念来解释,则会非常含糊。在有些情况下,似乎孔径大小是物料分离的唯一支配因素,但对有些情况,超滤膜材料表面的化学特性起到决定性的截留作用。如有些膜的孔径既比溶剂分子大,又比溶质分子小,本不应具有截留功能,但令人意外的是,它仍具有明显的分离效果。

超滤膜的分离机理:不仅仅是筛分

通常,以压力差为推动力的液相膜分离方法有反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)和微滤(MF)等方法。图2-1(a)为各种渗透膜对不同物质的截留示意图。对于超滤(UF)而言,一种被广泛用来形象地分析超滤膜分离机理的说法是“筛分”理论。该理论认为,膜表面具有无数微孔,这些实际存在的孔径不同的孔眼就像筛子一样,截留住了分子直径大于孔径的溶质和颗粒,从而达到分离的目的。

最简单的超滤器的工作原理,如图2-1(b)所示,在一定的压力作用下,当含有高分子(A)和低分子(B)溶质的混合液流过被支撑的超滤膜表面时,溶剂(如水)和低分子溶质(如无机盐类)将透过超滤膜,作为透过液被收集起来,高分子溶质(如有机胶体)则被超滤膜截留而作为浓缩液被回收。应当指出的是,若超滤完全用“筛分”的概念来解释,则会非常含糊。在有些情况下,似乎孔径大小是物料分离的唯一支配因素,但对有些情况,超滤膜材料表面的化学特性起到决定性的截留作用。如有些膜的孔径既比溶剂分子大,又比溶质分子小,本不应具有截留功能,但令人意外的是,它仍具有明显的分离效果。由此可知,比较全面一些的解释是:在超滤膜分离过程中,膜的孔径大小和膜表面的化学性质等因素将分别起着不同的截留作用。因此,不能简单地分析超滤现象,孔结构是重要因素,但不是唯一因素,另一重要因素是膜表面的化学性质。(www.daowen.com)

图2-1 (a)各种渗透膜对不同物质的截留示意图;(b)超过滤器工作原理示意图

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