微孔膜過濾技術
1 什么是微孔膜過濾技術?
用特種纖維素或高分子聚合物及無機材料制成的微孔濾膜,利用其均一孔徑,來截留水中的微粒、細菌等,使其不能通過濾膜而被去除。這種微孔膜過濾技術又稱精密過濾技術,能夠過濾微米級(μm)或納米(nm)的微粒和細菌。常用于電子工業、半導體、大規模集成電路生產中使用的高純水等的進一步過濾。微孔膜的規格目前有十多種,孔徑從14μm至0.025μm,膜厚120~150μm,膜的種類有:混合纖維素酯微孔濾膜:硝酸纖維素濾膜;聚偏氟乙烯濾膜;醋酸纖維素濾膜;再生纖維素濾膜:聚酰胺濾膜;聚四氟乙烯濾膜以及聚氯乙烯濾膜等。
2 微孔過濾的機理和特點是什么?
微孔過濾(MF)是利用微孔膜(孔勁范圍一般為0.05~10μm)使水中的微粒得到過濾與分離。微孔膜的微孔具有比較整齊均勻的網狀結構,通常結構形態有三種類型。
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通孔型
例如核孔膜,它是以聚碳酸酯為基材,膜孔呈圓筒狀垂直貫通于膜面,孔徑異常均勻。(2) 網絡型
這種膜的微觀結構基本上是對稱的。
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非對稱型
其中有海綿型與指孔型兩種,都可以認為是上列兩種結構的不同型式的復合。非對稱型微孔膜是日常應用比較多的膜品種之一。
微孔過濾就是利用膜的結構篩網進行過濾,在靜壓差的作用下,小于膜孔的粒子通過過濾膜,大于膜孔的粒子則被截留于膜上,從而使得顆粒大小不同的組分得以分離。微孔濾膜的截留機理大體為以下幾種情況:
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機械截留
指膜可以截留比它孔徑大或與孔徑相當的微料等雜質,即篩分作用。
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物理作用或吸附截留
包括吸附和電性質等各種因素的影響。
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架橋截留
從電鏡觀察中可以見到,在孔的入口處,微粒因架橋作用同樣可以被截留。
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網絡型膜的網絡內部截留作用
微粒并非被截留在膜的表面,而是在膜的內部。
如上所述,對濾膜的截留作用來說,機械作用固然相當重要,但微粒等雜質與孔壁之間的相互作用有時比孔徑大小顯得突出。
微孔濾膜的主要特點是
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孔徑均一
微孔濾膜的孔徑十分均勻,例如平均為0.45μm的濾膜,其孔徑變化范圍僅在0.45μm±0.02μm。
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高孔隙率
微孔濾膜的表面上有無數微孔,約為10
7~10
11個/cm
2,孔隙率一般高達70%~80%左右,通常其通量比具有同等截留能力的濾紙至少快40倍。
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濾材薄
大部分微孔濾膜的厚度都是100~150μm左右,較一般過濾介質為薄。當過濾一些高價液體或少量貴重液體時,被膜所占有的液體的損失量少。其次,運輸時單位面積的質量輕(5mg/cm
2)。另外,貯存時少占空間也是它的優點。
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驅動壓力低
由于空隙率高、濾材薄,因而流動阻力小,一般只需較低的壓力(約207kPa)即可。
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