Ⅰ 超滤膜一般有哪些材质,各有什么特点
超滤膜主要有以下几种材质:
根据的性能,超滤膜的材料可分为高分子材料和无机材料两大类。高分子材料主要有纤维素类、聚枫类、聚酰胺类、聚烯烃、含氟类等;无机材料主要有陶瓷、金属、玻璃、分子筛等。
1.纤维素类 :纤维素类膜材料是最早应用的超滤膜材料。主要包括:再生纤维素、二肼、聚酰亚胺、聚醚酰胺等。还有碳分子筛膜、不锈钢醋酸纤维素、三醋酸纤维素、混合纤维素等。
2.聚烯烃类:聚烯烃类超滤膜材料主要包括聚氯乙烯、聚丙烯腈。
3.聚砜类: 聚砜类超滤膜材料主要包括聚枫、聚醚砜、磺化聚枫、聚苯砜和聚芳砜。
4.聚酰胺类: 聚酰胺类超滤膜材料主要包括聚砜酰胺、芳香族聚酰胺、芳香聚酰胺酰。
5.含氟聚合物:含氟超滤膜材料主要包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯。
6.无机材料:无机超滤膜材料主要包括陶瓷材料,如氧化铝、氧化锆、氧化硅、氧化钛膜、多孔玻璃膜制备所需的碳分子筛、不锈钢粉、多孔玻璃等材料(分相法)、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等。无机膜具有优良的热稳定性、化学稳定性和机械性能。
超滤膜分离是一种物理的分子筛分过程,所以它具有分离物无相际间变化,无质变等优点,特别适合保持风味和热敏性物质处理。选择超滤膜性能的优劣,主要取决于膜材料和成膜工艺条件,其中,膜材料是决定膜性能的主要参数。
Ⅱ 污水处理膜技术的发展阶段及现状!需要相关资料!
膜分离技术的发展和现状
膜分离是人们所掌握的最节能的物质分离(包括分级、纯化、精制、浓缩)技术之一。近三十年来发展极其迅速,已从单纯的海水与苦咸水脱盐、纯水及超纯水的制备、工业用水的回用,逐步拓展到环保、化工、医药、食品、航天等领域中,以每年大于10%的速率递增,发展前景备受关注。
自20世纪60年代Loeb和Saurirajan研制成功了世界第一张非对称型醋酸纤维素反渗透膜以来,大规模海水淡化就变成了现实;20世纪70~80年代开发的超滤、气体分离膜等也已进入工业应用;80~90年代建成无水酒精渗透气化装置,现已大规模推广应用于有机物的回收和脱水;90年代以来被称之为膜接触器(membrane contactor)的膜萃取、膜吸收、膜汽提(membrane-based striping)、膜蒸馏(membrane distillation)等,为膜技术全面溶入大化工(流程工业:包括石油化工、化工、精细化工、制药、食品、发酵工程)领域提供了技术支持;近几年来膜促进传递(facilitated transport)、膜反应器(membrane-reactor)、膜传感器(membrane sensor)、控制释放(controlled release)等膜技术发展很快,膜式燃料电池(membrane fuel cell)则成为当今发达国家探索研究的热点。
目前膜分离技术已被广泛地用于水处理领域如海水淡化、苦咸水脱盐、超纯水制取;医药工业,人工脏器如人工肾
(artificial kidney)、膜式氧合器(membrane oxygenator)、人工肝的制备,以及药剂的浓缩、提纯;食品工业,如果汁和果肉等的浓缩、饮料的灭菌和纯清、从家畜等动物的血液中提取蛋白质;石油化学工业,如天然气中回收氦,合成氨厂尾气中回收氢、石油伴生气二氧化碳的回收、轻烃气流中脱除硫化氢等;环境保护,如废水(电镀废水、印染废水、石油化工废水、食品制药工业废水)中有用物质的回收,以及城市生活污水和放射性废水的处理等。
膜与膜技术的应用领域十分广阔,在当今世界高技术竞争中,也占有极其重要的位置,特别是载人航天、大洋深海探索研究与开发中离不开它,因而深受发达国家的关注。欧盟、日本、美国等早年在膜材料的基础研究和应用开发方面投入大量人力、物力,加拿大、意大利、荷兰和英国等也在膜的基础研究和开发应用上做出了大量的贡献。这些国家(如美国的KOCH、GE、DOW、DuPont;荷兰的norit等公司)在膜元件的制备技术上处于绝对领先的地位。
中国膜科学技术开始于1958年离子交换膜的研究;20世纪60年代研究反渗透膜,曾组织全国海水淡化会战,大大促进我国膜科学技术的发展;70年代就已开发出反渗透(reverse osmosis)、超滤(ultrafiltration)、微滤(microfiltration)和电渗析(electrodialysis)等器件设备,随后投入工业应用;80年代起除继续发展液体分离之外,气体膜分离和渗透气化等已走过了开发和研究阶段,现在已进入工业应用阶段,其它新技术也在不断研究开发之中。
膜科学与技术的发展与应用可分为膜元件的制造、膜设备的研制、膜软件的研发、膜应用四个环节。膜制造商只保证膜本身的标准分离性能,即在规定测试条件下的分离性能;膜硬件与膜软件是膜分离工程公司的工作,膜分离工程公司首先根据市场需求和用户要求分离的物料性状和目标产物标准进行实验研究,在满足用户要求的条件下确定膜元件的种类和数量,膜分离稳定运行的条件和清洗恢复条件,这就是膜软件;膜硬件就是膜元件和膜设备,膜设备实质上是机电一体化设备,膜元件是膜分离设备的核心,设备的其它部分都是为膜元件分离功能的发挥提供运行条件(温度,压力,流速流量等)的;膜软件是靠膜硬件来运行的,膜硬件的设计制作基础是膜软件;膜用户只能按照与膜分离工程公司达成的一致严格执行《膜分离设备运行规范》的要求,将膜分离设备与自己流程的前后工序连接运行以达到自己对膜分离工序所确定的运行目标。近年来膜过程(膜软件、膜硬件)的国内市场已经进入成熟期(高速增长,价格稳定)。
膜技术的主要分离过程
国际理论与应用化学联合会(IUPAC)将膜定义为:一种三维结构,三维中的一度(如厚度方向)尺寸要比其余两度小得多,并可通过多种推动力进行质量传递。这样膜过程就应该被定义为以膜为介质进行质量传递的一种化工单元过程或化工单元操作;很显然膜分离属于化工单元操作。
膜分离技术按传质推动力可分为压力差、浓度差、温度差、电位差等推动力膜;按膜组件结构可分为平板(盒式)膜、螺旋卷式膜、中空纤维膜、管式膜等;按功能层材料可分为无机膜(陶瓷膜、金属膜、碳分子筛膜等)和有机膜。
微滤、超滤、纳滤(nanofiltration)与反渗透都是以压力差为推动力的液体膜过程,当膜两侧存在一定压力差时,可使一部分溶剂及小分子的组分透过膜,而微粒、大分子、盐的离子等被膜截留下来,从而达到分离目的。四个过程的透过机理基本相同,主要是被分离物颗粒或分子、离子的大小和所采用膜的结构与性能有所差异。按照国际理论与应用化学联合会(IUPAC)对这四种膜过程的定义,微滤(MF)是指大于0.1μm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程;超滤(UF)是指不大于0.1μm大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程;反渗透(RO)是指高压下溶剂逆着其渗透压而选择性透过的膜过程;纳滤是指不大于2nm的颗粒或可溶物被截留的压力驱动型膜过程。微滤的压差范围为0.10~0.20MPa;超滤的压差范围为0.10~0.50MPa; 反渗透被用于截留溶液中的盐或其它小分子物质(分子量小于200),所施加的压力在2MPa左右,也可高达10MPa;纳滤用以分离分子量约为几百至几千的溶液组分,其压差范围为0.5~2.0MPa。
电渗析是在电场作用下使溶液中的阴、阳离子选择性地分别透过阴、阳离子交换膜,进行定向迁移的分离过程。该过程主要用于苦咸水脱盐、饮用水制备、工业用水处理等。近十多年来,开始应用于有机酸脱盐与纯化、废酸碱回收等;膜电解过程中,在两电极上存在电化学反应,并有气体产生,主要在氯碱工业中用于大规模生产离子膜级氢氧化钠。
气体分离膜是指在压力差下,利用气体中各组分在膜中渗透速率的差异,达到各组分分离的过程。气体分离膜已大规模用于合成氨厂的氮、氢分离,空气富氧、富氮,天然气中二氧化碳与甲烷的分离等。
渗透气化与蒸汽渗透(vaper permeation)均是利用待分离混合物中某组分具有优先选择性透过膜的特点,使料液侧优先渗透组分以溶解-扩散透过膜而实现分离的过程。两者的差异在于渗透汽化过程采用负压操作,进料物流为液态,优先透过膜的组分在膜下游侧汽化,并在冷凝器中冷凝和收集;而蒸汽渗透采用正压操作,进料物流为气相,常为对膜具有相互作用的有机分子透过膜。渗透气化主要用于有机物脱水(亲水膜)、水中有机物的脱除(疏水膜)、有机混合物分离等方面的应用,被认为是最有希望取代高能耗精馏技术的膜过程,其中有机溶剂脱水及水中有机物脱除已有工业装置;蒸汽渗透适用于空气中有机溶剂的回收,随着环保意识的增强,蒸汽渗透将会获得较大的推广应用。
另外还有两类正在开发与推广应用的新型膜技术:一类是目前称之为膜接触器,包括膜基吸收、膜级萃取、膜蒸馏、膜基汽提等。在这些过程中,膜介质本身对待处理的混合物无分离作用,主要利用膜的多孔性、亲水性或疏水性,为两相传递提供较大而稳定的相接触面,可克服常规分离中的液泛、返混等影响,因而近十余年来,深受化工界的关注;另一类是以膜为关键技术的集成分离过程,包括膜与蒸馏、膜与吸附、膜与反应等相结合的集成过程,具有常规分离过程所不能及的优点,也正在受到重视和发展。
随着科学技术的发展,人们模仿生物膜的某些功能,研制出各种功能的合成膜,应用于日常生活与工业生产过程中。可以认为,膜产业已成为21世纪发展最快的高新技术产业之一。
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Ⅲ 超滤膜有哪几种材料啊哪种材料最好
1、PAN(聚丙烯腈)超滤膜:
PAN(聚丙烯腈)超滤膜,亲水性材料,透水性能好,具有良好的耐光和耐气侯性,截留分子量稳定,耐酸碱程度适中(PH2-10),尤其适用于水中有机物含量低,水质较好的场合,截留分子量10万。
2、PVC(聚氯乙烯)超滤膜:
PVC材料即聚氯乙烯,它是世界上产量较大的塑料产品之一,价格便宜,应用广泛,聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。根据不同的用途可以加入不同的添加剂,聚氯乙烯塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂,可制成多种硬质、软质和透明制品。
PVC材料由于其化学稳定性高, 耐强酸、耐强碱、使用寿命长的独特性能,因此在超滤膜的生产中,PVC也被作为制造超滤膜丝的优质原材料,PVC在生产时会加入稳定剂,稳定剂有无毒和有毒之分,也正是影响成品超滤膜丝安全与否的关键所在,只有加入了铅盐之类有毒的稳定剂,才会对其产生隐患,但PVC在生产制造超滤膜时,其有毒稳定剂的使用量几乎为零,方可确保PVC(聚氯乙烯)超滤膜的安全性。现净水市场,PVC(聚氯乙烯)超滤膜得到了很好的应用就足可以说明这一点。
3、PES(聚醚砜)超滤膜:
PES具有较强的热稳定性和抗氧化性,适用于超滤膜的制备。PES(聚醚砜)超滤膜具有良好的化学稳定性和热稳定性等特点,可有效去除蛋白质等物质,并且使用寿命长。适用于污废水处理、市政给水净化处理、乳清蛋白和乳清分离蛋白的分离和浓缩以及食品、医药加工等领域。
4、PP(聚丙烯)超滤膜:
PP(聚丙烯)超滤膜是超滤膜的一种。它是超滤技术中先进的一种技术。中空纤维外径:450-460μm,内径:350-360μm,管壁厚50μm,是属热相拉伸膜。截留分子量5-10万。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动,分别构成外压式与内压式。超滤是动态过滤过程,被截留物质可随浓缩排除,抗污性中等,可长期连续运行。聚丙稀超滤膜是高分子分离膜之一。
PP(聚丙烯)超滤膜技术是一种广泛用于水的净化,溶液分离、浓缩,以及从废水中提取有用物质,废水净化再利用领域的高新技术。特点是使用过程简单,不需加热,能源节约,低压运行,装置占地面积小。
5、PS(聚砜)超滤膜:
PS(聚砜)超滤膜,具有良好的化学稳定性,耐酸碱性能优良(PH2-13),透水性能较好,强度在有机高分子材料制成的膜中较高,(爆破压力>0.6Mpa),使用寿命长,正常使用在2年以上。聚砜外压式中空纤维超滤膜(截留分子量6000-20000),尤其适用于特种行业(如生化、医药、化工等)的浓缩、分离、提纯,截留性能稳定。
6、PVDF(聚偏氟乙烯)超滤膜:
PVDF(聚偏氟乙烯)超滤膜,它是利用自动连续制膜机将聚偏氟乙烯树脂和溶剂、致孔添加剂构成的铸膜液,经相转化法制备而成。
该种滤芯具有良好的耐热性和化学稳定性,能耐受小于138℃的高压蒸汽消毒;能耐受强酸、脂肪族、芳香族以及酮、醚等多种有机、无机溶剂。孔形呈圆形及椭圆形,正反面孔型孔径一致,孔径范围分布窄。该膜有较强的负静电性及疏水性,是一种能够用于液体除菌、除微粒又可应用于气体除湿、除尘、除菌过滤的新型精密过滤介质,是食品工业、医药工业、生物工程下游产品分离用的较理想材料。
Ⅳ 陶瓷膜的应用
陶瓷膜的研究始于20世纪40年代,其发展可分为3个阶段:用于铀的同位素分离的核工业时期,以无机微滤膜和超滤膜为主的液体分离时期,以及以膜催化反应为核心的全面发展的时期。20世纪80年代初期成功地在法国的奶业和饮料(葡萄酒、啤酒、苹果酒)业推广应用后,陶瓷膜分离技术和产业地位逐步确立,应用也已拓展至食品工业、生物工程、环境工程、化学工程、石油化工、冶金工业等领域,成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术。1998年网上公布的膜和膜设备生产厂家及经营公司达452家,其中金属膜厂50家,陶瓷膜生产厂94家。
因开发时期较晚且成本高昂,无机分离膜领域所占的市场份额还比较小,1997年美国无机膜市场销售额为1亿美元,其中陶瓷膜占80%左右,仅占膜市场的9%。另据估计,2004年世界陶瓷膜的市场销售额约超过100亿美元,无机膜的市场占有率占12%。由于陶瓷膜在精密过滤分离中的成功应用,其市场销售额以30%的年增长率发展。
我国无机膜的研究始于20世纪80年代末,通过国家自然科学基金以及各部委的支持,以南京工业大学为代表的陶瓷膜研究团队已经能在实验室规模制备出无机微滤膜及超滤膜等,反应用膜以及微孔膜也正在开发中。进入90年代,原国家科委(现科学技术部)对无机陶瓷膜的工业化技术组织了科技攻关,推进了陶瓷微滤膜的工业化进程。国家“863”计划也将“无机分离催化膜”项目列入其中。截至20世纪初,我国已初步实现了多通道陶瓷滤膜的工业化生产,并在相关的工业过程中获得了成功的应用。2002年第七届国际无机膜大会在中国召开,标志着我国的无机膜研究与工业化工作已进到国际领先水平。
经过十多年的发展,我国的无机陶瓷膜行业已经具备世界领先的技术,行业内领先企业的技术实力和产品品质已经达到了国际一流的水平。行业内企业从无到有,企业产值也从起初的百万元已经发展到数亿元的规模,2010-2012年国内无机陶瓷膜成套装备安装面积合计约为12万平方米。据测算,2012年全年,我国的无机陶瓷膜及成套装备的市场总量约为5~6亿元人民币规模,其中国内生产企业的市场份额约为70%,已经在生物发酵、食品饮料、化工和水处理领域的应用具备一定的规模。
Ⅳ 微滤膜过滤微米级亲水性(极性)颗粒物,是用亲水性的膜还是疏水性的膜
亲水性膜比疏水性膜抗生物污染,那是因为蛋白质、油污这类的污染回物本身是疏水性的,当答他们接触到膜表面时很容易吸附在膜表面,而把水分子排斥开。但是如果你是过滤颗粒物,就要看颗粒物本身是亲水的还是疏水的了,如果是疏水的那建议你用亲水性膜。如果是亲水性的,建议你用疏水性膜。因为现在市场上有的膜大部分都是疏水膜,亲水膜成本较高。
Ⅵ 德兰梅尔陶瓷膜应用于含油废水有什么优势
分离技术以选择透过性膜为分离介质,以膜两侧存在的浓度差、压力差、电位差等为推动力,将原料侧组分选择性透过膜以达到分离提纯的目的。用作分离膜的材料包括广泛的天然和人工合成的有机高分子材料和无机材料,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,纤维素酯类材料在膜材料中占主要地位。膜按结构的不同可分为对称膜、非对称膜和复合膜,按材料的不同可分为天然生物膜和合成膜(无机膜和高分子聚合物膜),按对水的亲和性可分为疏水性膜和亲水性膜,按被截留分子量可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。
Ⅶ 国内有陶瓷纳滤膜吗
由于陶瓷膜制备过程复杂且国外保密程度高,国内陶瓷膜过滤精度一般在50 nm,属于低端产品,所以限制了陶瓷膜的应用。从文献看,目前国内高端陶瓷膜产品,是南工大膜科所漆虹老师课题组。
Ⅷ 求问国内有商品化的疏水陶瓷膜吗
目前市面上的陶瓷膜,如Al2O3、TiO2、ZrO2、SiC陶瓷膜等,都是亲水材料。有一种方法是通过表面接枝,在陶瓷膜表面引入疏水基团,从而达到疏水效果。
含油废水中绝大部分是水,只有少量的油,一般使用亲水陶瓷膜进行分离,这个技术已经很成熟。但是含水油液和含固油液中油占主体,膜分离过程中油与膜层直接接触,从提高膜通量和降低膜污染的角度考虑,更适合使用疏水陶瓷膜。
南京翃翌陶瓷纳滤膜是专门进行陶瓷膜研发以及生产的公司,已经有商品化的疏水陶瓷膜,题主有需要的话可以联系一下。
Ⅸ 陶瓷膜的发展趋势
未来陶瓷膜领域的发展趋势将集中在以下5个方面: 进一步提高陶瓷膜材料的分离精度及其分离稳定性,使其在液体分离领域实现纳滤级别的连续高效运行,在气体分离领域实现多组分气体的高效分离; 研制具有大孔径及高孔隙率的耐高温陶瓷分离膜材料,使其在资源的高效利用及环境保护等领域实现高温气固分离过程的长期稳定运行; 实现陶瓷膜表面性质的调控,通过改变其表面亲疏水性及荷电性、生物兼容性等以拓展陶瓷膜的应用领域; 实现陶瓷膜的低成本化生产,结合构建面向应用过程的膜材料设计与制备方法,解决陶瓷膜推广应用的瓶颈问题; 研制耐强酸强碱等苛刻体系的膜材料,提高膜材料分离性能的稳定性,拓展其在过程工业的应用范围。