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膜的分类 环境与资源学院08级3班 周子雄 史小辉 赵丽芳 呼吉乐 （一）膜的定义 所谓的膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用。 近年来，膜分离过程已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方面的重要分离过程。已经工业化的有微孔过滤、超滤、反渗透、电渗析和气体分离等，渗透汽化也在最近几年中速成了工业规模的装置。膜分离与反应结合的过程，各种膜反应器的研究和应用也发展较快。其他非分离膜过程，如控制释放技术，医用人造膜和膜传感器等种类也不少，有的发展速度将超过膜分离过程。 （二）膜的特性 ◆ 不管膜多薄, 它一定有两个界面。这两个界面分别与两侧的流体相接触 ◆ 膜传质有选择性，它可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。 （三）膜的分类方法 膜种类和功能繁多，分类方法有多种，大致可按膜的材料、结构、形状、分离机理、分离过程、孔径大小进行分类。 3．1 按材料分类 无机膜和有机膜 有机膜  渗透汽化有机膜电镜图 （2）无机膜 ◆无机膜是固态膜的一种，它是由无机材料，如金属、金属氧化物、陶瓷、 沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。 ◆无机分离膜可以分为致密膜和多孔膜两类 ◆按IUPAC制定的标准·，多孔无机膜按孔 径范围可分为三大类, 目前已经工业化的 无机膜均为粗孔膜和过滤膜 ◆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。从品种来说，已有成百种以上的膜被制备出来，其中约40多种已被用于工业和实验室中。以日本为例，纤维素酯类膜占53％，聚砜膜占33.3％，聚酰胺膜占11.7％，其他材料的膜占2％，可见纤维素酯类材料在膜材料中占主要地位。 3.2、按结构分类：对称膜（微孔膜、均质膜）、非对称膜、 复合膜 （1） 对称膜 膜的化学结构、物理结构在各个方向上是一致的，在所有方向上的孔隙率都相似，亦称各向同性膜(isotropic membrane)。对称膜虽是各向同性的，但由于膜结构中对称元素的存在，也可以是各向异性的，如中空纤维的径向各向异性膜，其他构型的横向各向异性膜和双皮层中空纤维膜都是对称膜 （2）非对膜 当前使用最多的膜具有精密的非对称结构。这种膜具有物质分离最基本的两种性质，即高传质速率和良好的机械强度。它有很薄的表层(0.1～1μm)和多孔支撑层(100～200μm) ， 这非常薄的表层为活性膜，其孔径和表皮的性质决定了分离特性，而厚度主要决定传递速度。多孔的支撑层只起支撑作用，对分离特性和传递速度影响很小，非对称膜除了高透过速度外，还有另一优点，即被脱除的物质大都在其表面，易于清除， （3） 复合膜 ◆复合膜或称“薄膜复合”的膜(thin—film composite membrane)，是当前发展快、研究最多的膜。它最早用于反渗透过程；现已用于气体分离、渗透汽化等膜分离过程。这种膜的选择性膜层（或称活性膜层）沉积于具有微孔的底膜(支撑层)表面上，就像非对称性膜的连续性表皮，只是表层与底层是不同的材料，而非对称膜是同一种材料。 ◆复合膜的性能不仅取决于有选择性的表面薄层，而且受微孔支撑材料、结构、孔径、孔分布和多孔率的影响；多孔膜结构的孔隙率愈高愈好，可使膜表层与支撑层接触部分最小，而有利于物质传递。 3.3按形状分类 （1）平板膜 （2）管式膜 3.3中空纤维式膜 外形像纤维状，具有自主支撑作用的膜。它是非对称膜的一种，其致密层可位于纤维的外表面，如反渗透膜，也可位于纤维的内表面(如微滤膜和超滤膜)。对气体分离膜来说，致密层位于内表面或外表面均可。 4.按分离机理分类4.1扩散性膜 4.2离子交换膜 ◆离子交换膜主要用于荷电物质（通常指电解质）的分离。基本原理是利用阴、阳离子交换膜的选择透过性来分离或浓缩溶液中的电解质。 ◆按离子选择性分： 阳离子交换膜：R－SO3H，在水中电离后，呈负电性 阴离子交换膜：R－CH2 N（CH3）3OH，电离后，呈正电性 4.3选择性膜 选择性透过膜是具有活性的生物