添加剂种类及保存条件对聚醚砜超滤膜过滤分离性能的影响
添加剂种类及保存条件
对聚醚砜超滤膜过滤分离性能的影响
一． 实验目的
1、了解超滤膜的制作过程；
2、掌握超滤膜的性能评价标准及方法；
3、对比不同铸膜液组成对聚醚砜超滤膜性能的影响；
4、对比不同保存条件对聚醚砜超滤膜性能影响。
二． 实验研究的提出
对于本实验研究的提出，我们从以下两方面进行考虑：
●PES膜材料的特性
1、具有较好的成膜特性
2、具有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性
3、膜通量较高，是制备超滤和微滤膜的理想材料
●PES膜材料的局限性
1、 膜材料本身具有憎水性
2、 亲水性改性存在问题
A． 添加剂的加入会影响铸膜液组成和特性，进而对膜结构造成极大的影响，进而影响膜的选择透过性
B. 亲水性添加剂易流失，造成膜在后处理和使用过程中亲水性不同程度地丧失 综合以上两点，我们确定了本实验研究的内容：
1、考察不同亲水性添加剂对膜性能的影响
2、考察膜的保存方法对不同添加剂改性的膜的性能的影响
3、旨在通过比较，筛选出亲水性和亲水稳定性较优的添加剂。
三． 实验原理
（一） 膜分离
膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动力，允许某些组分透过而保留混合物中其他组分，各组分透过膜的迁移率不同，从而达到分离目的的技术，是一种属于传质分离过程的单元操作。膜可以是固态或液态，所处理的流体可以是液体或气体，过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。
膜分离过程有多种，不同的分离过程所采用的膜及施加的推动力不同。上表列出了几种
工业应用膜过程的基本特性及适用范围。
与传统分离技术相比，膜分离技术具有以下特点：
1、在常温下进行
有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩；
2、无相态变化
保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3‐1/8；
3、无化学变化
典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染；
4、选择性好
可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能；
5、适应性强
处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化。 （二） 超滤膜
超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径为0.05μm~1nm。超滤膜的主要分离对象是胶体和大分子物质。
主要机理有：1、在膜表面及微孔内被吸附（一次吸附）；2、溶质在膜孔中停留而被去除（阻塞）；3、在膜面被机械截留（筛分）。一般认为物理筛分器主导作用。
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。
（三）膜结构参数对膜分离效果的影响
膜的分离性能与其材料性质、结构相关。它们不仅影响膜的渗透分离性能，更与膜的使用寿命密切相关。
1、膜材质
膜材质的表面性质对膜分离过程的影响较大。选择适宜的膜材质可以保证所滤液体的稳定性, 同时也可避免液体对膜的腐蚀所引起膜的破损脱落。
按对水的亲和性可将膜材质分为疏水性和亲水性两类,膜的亲水性、荷电性会影响到膜与溶质间相互作用的大小,如醋酸纤维素、聚丙烯腈等亲水性膜材料对溶质吸附少, 截留相对分子质量较小,但热稳定性差,机械强度、抗化学药品性、抗菌能力通常不高；聚砜等疏水性膜材料机械强度高, 耐高温、耐溶剂，但膜透水性能、抗污染能力较低；无机材料膜的突出优点是耐高温,耐溶剂性能好,不易老化,可再生性强、耐细菌强度高。
2、膜孔径（或截留分子量）
膜孔径(或截留分子量)的选择是膜分离的关键。选择合适的孔径能有效截留杂质、保留有效成分。通常被截留分子的大小要与膜孔径有1~2个数量级的差别，或者对膜的截留分子量而言，至少要大于被截留物质分子的3~ 10倍，才能保证好的回收率。若选择的膜孔过大，杂质去除不完全；若膜孔过小，有效成分的损失就会增大，也极易造成膜孔堵塞。
（四）膜性能的评价标准
1、水通量
单位时间通过单位膜面积的水的体积或质量。
2、截留率
又称截留分子量（MWCO:molecular weight cutoff）是使用分子量大小表示的超滤膜的截留性能。
在能自由通过某种有孔材料的分子中最大分子的分子量即为该材料的截留分子量。大于截留分子量的分子，被材料截留；小于截留分子量的分子，则可自由通过。截留分子量是凝胶过滤介质、半透膜、超滤膜等材料的重要技术参数。
由于直接测定超滤膜的孔径相当困难，所以使用已知分子量的球状物质进行测定。如膜对被截留物质的截留率大于90％时，就用被截留物质的分子量表示膜的截留性能，称为膜的截留分子量。实际上，所使用的物质并非绝对的球形，由于试验条件的限制，所测定的截留率也有一定的误差，所以截留分子量不能绝对表示膜的分离性能。
3、孔隙率
孔隙率（Porosity）指材料内部孔隙体积占其总体积的百分率。材料孔隙率或密实度大小直接反映材料的密实程度。材料的孔隙率高，则表示密实程度小。
4、接触角
接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气‐液界面的切线穿过液体与固‐液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。
接触角反映了膜的亲水性。角度越小，亲水性能越好，抗污染型就越好。
三、实验过程
（一）超滤膜的制备
1、实验药品与仪器
真空干燥箱上海一恒仪器有限公司
江苏正基仪器有限公司
显恒温水浴锅 HH-S
宁波市镇海海甬机械厂平板刮膜机 FM-3A
搅拌器 Eumic
上海弗鲁克流体机械制造有限公司
R30
聚醚砜树脂PES
N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）化学纯上海凌峰化学试剂有限公司
聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）化学纯国药集团化学试剂有限公司
聚乙二醇1000（PEG1000）化学纯国药集团化学试剂有限公司
聚乙二醇10000（PEG10000）化学纯国药集团化学试剂有限公司
聚乙二醇20000（PEG20000）化学纯国药集团化学试剂有限公司
磷酸（H3PO4）分析纯国药集团化学试剂有限公司
Sigma 聚醚（Pluronic） F-127
二氧化钛（TiO2）
吐温（Tween）
2、铸膜液组成
标签 PES含量（%） 添加剂种类及含量
PES 18 无添加剂
PEG1000 18 PEG1000%=7%
PEG10000 18 PEG10000%=7%
PEG20000 18 PEG20000%=7%
Pluronic 18 Pluronic=7%
Tween 18 PEG10000%=7%，Tween%=2%
TiO2 18 PEG10000%=7%，TiO2%=2%
铸膜成膜工艺条件：
铸膜液温度为80℃、蒸发时间为10s ，湿度为46% 。凝胶浴为自来水，温度室温 3、制模方法
PES超滤膜通过非溶剂致相分离法制得。
PES 在真空干燥箱中于70℃烘干12小时以上。按照一定混合比例，加入添加剂，溶于DMAC 中，在一定温度的水浴中搅拌10小时直至溶液达到均相后在一定温度下静置脱泡12小时。在一定温度和湿度下，用平板刮膜机在玻璃板上刮成膜，刮膜厚度为0.3mm ，蒸发一段时间后，浸入凝胶浴中成膜，制成的超滤膜浸泡于去离子水中保存至少24小时，待用。
图3-1 平板刮膜机
图3-2 搅拌器及水浴锅
（三） 超滤膜的性能评价
将每种膜分为两组，一组保存在水中，一组保存在甘油含量20%的甘油/水溶液中，均在制模后的第1天、第7天及第14天进行水通量和接触角的测定。
1、水通量
超滤膜的水通量测试采用去离子水作为测试介质。测试前超滤膜用去离子水在0.10MPa 压力下预压20min 。超滤膜的过水面积为36.32cm 2，测试压力为0.03MPa ，测试时间为10min 。水通量的测试装置如下图：
通常用单位时间内通过单位膜面积的透过物量J w （mL/min·m 2）表示： St
V J w
式中：V——滤液的容积，mL ；
V=m/ρ，ρ为该温度下，纯水的密度，g/mL 。
S ——超滤膜的有效面积，0.003632m 2；
t——运转时间，10min。
2、接触角
采用外形图像分析法测定接触角。其原理为，将液滴滴于固体样品表面，通过显微镜头与相机获得液滴的外形图像，再运用数字图像处
理和一些算法将图像中的液滴的接触角计算出
来。
计算接触角的方法通常基于一特定的数学
模型如液滴可被视为球或圆椎的一部分，然后通
过测量特定的参数如宽/高或通过直接拟合来计
算得出接触角值。
四、实验数据处理
（一）添加剂对水通量的影响
1、实验数据
1d 7d 14d
PEG‐1000水 290.127 721.172 290.127
PEG‐10000水 2384.564 748.803 2884.687
PEG‐20000水 2262.987 2196.673 1746.286
pluronic水 1691.229 2301.671 1978.387
水 1362.213 1547.342 2442.589 tween水 1257.215 1127.349 1130.112
为了更加直观地了解不同添加剂对超滤膜水通量的影响，我们以膜第一天的水通量作为纵坐标，以膜在水中保存了7天或14天的水通量作为横坐标，比较前后两天水通量的变化趋势。
0500
1000
1500
2000
2500
水
J (m L /m i n ·m 3
)(1d )
J(mL/min·m 3
)(7d)
图1 加入不同添加剂后1d 水通量与7d 水通量比较图
J (m L /m i n ·m 3
)(1d )
J(mL/min·m 3
)(14d)
水
图2 加入不同添加剂后1d 水通量与14d 水通量比较图
说明：
位于45°轴线以上的点表示膜在水中保存了7d(或14d)后的水通量较1d 时的水通量增大 位于45°轴线以下的点表示膜在水中保存了7d(或14d)后的水通量较1d 时的水通量减小
从图中可以看出：
当聚醚砜超滤膜在水中保存了7d 和14d 后，在加入不同添加剂的情况下其水通量较第1天的变化如下图所示
2、实验分析
(1)对于PEG‐1000、PEG‐10000以及PEG‐20000而言，三者为不同分子量的聚乙二醇，在水
通量的变化上呈现了三种不同的趋势：
●PEG‐1000：膜在水中保存7天后水通量较第1天增大；保存14天后膜的水通量与第1
天相比无明显变化，但较第7天水通量减小。整体呈先增大后减小趋势。
●PEG‐10000：膜在水中保存7天后水通量较第1天明显减小；保存14天后膜的水通量与
第1和第7天相比增大，且增长的程度大。整体呈先减小后增大的趋势。
●PEG‐20000：膜在水中保存7天后水通量较第1天稍有减小；保存14天后膜的水通量与
第1和第7天相比减小，但减小的程度不大。整体呈减小的趋势。
可见，同一种聚合物高分子，式量不同，对聚醚砜超滤膜水通量的影响是不同的。
(2)在铸膜液中加入pluronic，膜在水中保存7天后，水通量较第1天增大；保存14天后
膜的水通量较第1天增大，但较第7天减小。整体呈先增大后减小的趋势。
Pluronic是一种重要的两亲三嵌段式聚醚，全称为聚氧乙烯—聚氧丙烯—聚氧乙烯。有研究表明，Pluronic F127可作为致孔剂来增大膜孔和提高孔隙率，改善膜的分离性能；也可作为表面改性剂，将PEO（聚氧乙烯）引入膜表面增强表面亲水性，提高表面抑制生物大分子的吸附能力，是改善生物相容性的适宜方法。
(3)TiO2是一种无机添加剂。在铸膜液中加入TiO2，膜在水中保存7天后，水通量较第1
天增大；保存14天后膜的水通量与第1天和第7天相比明显增大。整体呈增大的趋势。
(4)从柱状图中可以看出，tween对于水通量变化的影响并不大。膜在水中保存7天和14
天后，水通量较第1天都有减小，但减小的程度很小。而将保存7天和保存14天的水通量相比，考虑实验误差因素，两者几乎没有变化。
3、实验结论
以14天保存期膜的水通量为参考，与第1天膜的水通量相比，水通量增大程度的大小顺序为：
TiO 2>PEG ‐10000>pluronic>PEG ‐1000>tween >PEG ‐20000
由此可见：
TiO 2和PEG—10000对超滤膜水通量的影响较为显著。 查阅相关资料可知：
TiO 2是一种无机纳米颗粒，具有良好的化学稳定性、亲水性、抗菌性以及光催化性。 在铸膜液中加入TiO 2，可以使表面孔增多，膜皮层的结构疏松，增加膜表面的光滑度，膜的热稳定性以及亲水性也会增大。但TiO 2不能均匀分布在膜表面，容易流失，即TiO 2在膜表面的稳定性不强。
PEG—10000是一种亲水性大分子有机添加剂。首先，它能作为一种成孔剂，有利于增加非溶剂和添加剂的交换速率，从而导致大空的形成；其次，PEG—10000能提高膜的亲水性和选择透过性。
（二）不同保存方法对水通量的影响
对添加了不同添加剂的膜，以时间为横坐标，水通量为纵坐标，分别做出保存在水中和甘油溶液中的膜的水通量变化。见附图。
由图可知，水通量变化如下表： 保存条件 水 甘油
添加剂
7d
14d 7d 14d PEG 1000 ↑ ↓ ↓ ↑ PEG 10000 ↓ ↑ ↑ ↓ PEG 20000 ↓ ↓ ↓ ↑ Pruronic ↑ ↓ ↓ ↑ TiO 2 ↑ ↑ ↓ ↑ 水通量变化情况
Tween
↓
↓
↓
↑
以加入不同添加剂的膜第一天的通量为横坐标，分别对保存在水和甘油中7d 、14d 时的水通量为纵坐标作图。在图中作出y=x 直线。
由图可以比较出各点在保存期间相对第一天的变化：在y=x直线下方表示相对第一天减小，在直线上方表示相对第一天增大。
实验结果分析：
(1)由上述表格以及图片可以看出：聚醚砜超滤膜浸泡在甘油中6天之后，水通量较第一天
呈较小趋势；在第13天则增大；浸泡在水中保存的超滤膜的水通量变化则没有明显的规律，而且变化幅度较小。
(2)由文献可知，膜保存的方法有湿态和干态两种，其目的是为防止膜水解、微生物侵蚀、
冻结及收缩变型、膜失效等。具体方法如下：
① 膜的湿态保存方法：保存湿态膜最主要的一点就是始终让膜呈现湿润状态。一般常
用膜保存液的配方为——水﹕甘油﹕亚硫酸氢钠=79.1﹕20﹕0.9。保存液温度在
5~40℃，亚硫酸氢钠的作用是防止微生物在膜表面繁殖及侵蚀膜。甘油的目的为了
降低保存液的冰点。防止因结冰而损坏膜，配方中的亚硫酸氢钠可用戊二醛、硫酸
铜等其他对膜无伤害的抑菌剂代替。
②干态膜的保存方法：超滤膜自然脱水干燥将导致膜孔的崩塌，从而严重影响膜的透
过性和机械强度。因此需对膜作干态处理。目前商品化的超滤膜，基本上都是干态
膜的形式。因为这不仅有利于存放和运输，而且也是制作膜组件所必需的（封胶时
要求膜是干态）。制备干态膜，普遍采用脱水剂，Van Oss等, 用50%的甘油水溶液
或0.1%的十二烷基磺酸钠（SDS）水溶液浸渍超滤膜，然后进行干燥处理，使用前
需洗净浸渍液。现在常用的干化处理液的配方为——水﹕甘油﹕SDS=97.2﹕20﹕0.2。
膜置于其中浸渍5～6天后在一定的温度环境中干燥。
(3)将膜保存在纯水以及甘油里，可以清除膜孔及表面的残留物，使膜的通量上升。防止膜
孔因干燥而收缩或闭合。故可以有效防止水通量的减小。
(4)但是由实验可以看出，浸泡在水和甘油中的膜的水通量变化趋势并不一致，可见保护液
对膜的作用不仅仅是单纯的保湿作用。可能还对膜的结构产生了一定的影响。
(5)在保存过程中添加剂可能会有一定的流失，因而导致了膜结构的改变，引起膜水通量的
变化。虽然膜的表面是一层致密的表层，但在部分膜的表层仍会有一些流通的孔隙存在，
添加剂可通过这些孔隙与保存介质产生物质的交换或流失到保存介质中。
误差分析：
(1)在1d、7d、14d时，进行水通量测定的不是同一张膜，膜的性质本身存在轻微的差异；
(2)在测定浸泡在甘油中保存的膜的水通量时，有少量甘油残留在膜上，随着过滤的进行，
甘油逐渐被洗脱出去，水通量随之变化。
（三）接触角
上图为纵坐标为水通量和接触角的比值，横坐标为不同的条件（1d，7d水，7d甘油，14d水，14d甘油）作图。
实验结果分析：
(1)接触角反映了膜的亲水性。角度越小，亲水性能越好。
(2)但是，由图可见，无论是何种膜，水通量和膜的接触角都没有明显的相关性。
综上所述：
膜的水通量和保存介质以及和接触角之间都没有体现出明显的相关性，说明还存在着其他因素，例如，膜表面的粗糙度，膜内部孔隙的变化等会影响膜的水通量，这就需要我们对膜的结构、膜的表面特性采取进一步的研究。
五、实验展望
1、膜结构的探究
膜的结构与膜水通量的大小有着密切的关联。通过电镜扫描的方法，可以获知膜的内部结构。通过观察分析，可以了解到各种添加剂及不同保存条件对膜结构的产生影响。例如，我们在第1天、第7天以及第14天分别对膜进行电镜扫描，比较三个阶段膜的结构，能够了解到在保存期间膜的结构产生了怎样的变化。
左一 右一
左二 右二
以上是两张膜的电镜扫描图
左一：膜的断面图。图中显示出该膜中形成了许多大空腔。
左二：膜的断面图。图中显示出在该膜的断面中，上层形成了指状孔，下层形成了海绵状孔隙。
右一：膜的表层图。该膜的表层形成了较多的孔隙。
右二：膜的表层图。该膜具有较为致密的表层结构。
2、膜的表面特性
●对于膜表面物质组成的测定，我们可采用X射线能谱分析仪（EDS）对其进行观察分析，
以了解在保存期间膜表面物质的组成是否发生了变化。
●采用原子力显微镜（AFM）可以对膜表面的粗糙度进行测定。膜表面的粗糙度对接触角
会产生影响。当膜材料组成相同时，膜表面光滑，接触角小；膜表面粗糙，则接触角大。
原子力显微镜
原子力显微镜的基本原理是：将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过在扫描时控制这种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用光学检测法或隧道电流检测法，可测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。
X射线能谱分析仪
X射线能谱定性分析原理：X射线的能量为
E=hγ，h为普朗克常数，γ为光子振动频率。不
同元素发出的特征X射线具有不同的频率，即具
有不同的能量，只要检测不同光子的能量（频率γ），
即可确定元素的种类。
六、致谢
在这次为期5个星期的环境工程综合实验中，我们通过实验了解了超滤膜的制作过程，并且通过实验所得的数据进行对比得出了一系列的结论。我们小组的指导老师是迟莉娜老师。她很认真地指导着我们的实验，在我们第一次接触这个实验时，详细地给我们介绍了这个实验的情况以及实验原理和方向。在我们之后的实验过程中，督促我们每做完一次实验都把实验数据及时地处理完毕发给她。在我们答辩之前，也仔细地给我们修改论文，指导我们
做ppt，给我们提出了不少有意义的建议和意见，是个非常负责的老师，我们对她很感激。另外，我们也要感谢张遥遥学姐，她指导了我们的实验操作，并且给我们做示范，使我们很顺利的完成了这个实验。每次做完实验她都会给我们处理好的数据及作图进行指导，很认真地用一封封邮件把要求以及和实验相关的材料发过来给我们参考，总是关心着我们的进度，并且不厌其烦地回答我们提出的疑问，她也给我们实验的顺利进行提供了很大的帮助。此外，我们的每个组员之间默契的配合也为我们实验的完整进行奠定了坚实的基础，发生计划外的情况时大家会互相帮助，互相体谅，增强了我们的团队合作精神。这次的实验使我们组员中的每一个都受益匪浅，在此再次感谢指导我们的老师和学姐，有了你们的帮助我们才完成了这次的实验。
PES的不同磺化方案的比较
一、聚醚砜(PES)的简介： 它的分子结构中既不含热稳定性较差的脂肪烃链节，又不含刚性大的联苯链节，而主要由砜基、醚基和次苯基组成，由单体聚合反应得到。 二、磺化聚醚砜(SPES)的简介： 在分子主链上，接枝磺酸基团，得到磺化聚醚砜(SPES)、改性方法主要有两种： 一、磺化单体聚合 单体原料：2,5-二羟基苯磺酸钾、6F-双酚A、4-氯二苯砜、 溶剂：DMAc、甲醇 催化剂：碳酸鉀 方法： 1.量取6F-双酚A 0.3379 g、4-氯二苯砜0.7149 g、2,5-二羟基苯磺酸钾0.3455 g、 碳酸鉀0.6974g、25 ml DMAc 至磨砂口錐形中。 2.油浴150 ℃ 8 h之后讲聚合物溶液过滤，过滤完后将滤液加入甲醇中析出， 将混合液过滤，滤纸及产物真空干燥60℃ 1h。 参考比例： 注：参考此方法的技术工艺不够成熟，文献、专利报道较少，且反应过程中容易释放出有毒有害气体，危害实验室环境，谨慎。
二、聚醚砜(SPES)单体磺化法 试剂：二氯甲烷、聚醚砜(PES)、氯磺酸、蒸馏水等。 方法： 1.将聚醚砜溶解至二氯甲烷中，形成均相溶液，加入磺化剂(氯磺酸)，进行磺化反应，得到SPES。 聚醚砜单体磺化反应示意图： 2.取8g聚醚砜在60℃下减压烘干24h，放入四口烧瓶中，加80m1的二氯甲烷，在搅拌下使其完全溶解，在N2保护下于20℃向溶液中缓慢滴加7 m1氯磺酸，在90分钟内滴加完毕，继续反应150分钟，磺化结束。将反应混合物在加搅拌的30℃蒸馏水，静置24小时后用砂芯漏斗过滤，并用蒸馏水将产物洗至中性，抽干后在70℃下减压烘干至恒重，得产品。DS=16% 3. 反应中磺化度的大小可以通过以下几点因素进行控制， 1. 磺化剂与聚合物单体的摩尔比 2. 磺化剂的滴加时间、磺化反应温度和反应时间 3.N2通入反应器的流速 注：此方法，技术相对成熟，实验相对安全，磺化度可控，为了解决产物水分残留问题，在析出时，采用反应液滴入式法，控制聚合物析出大小，尽可能增大表面积；另外，采用减压烘干的方法。 三、聚醚砜(SPES)后磺化法 试剂：浓硫酸、聚醚砜(PES)、蒸馏水等。 方法：将PES与浓硫酸按照一定的比例混合，在60℃的水浴条件下，进行搅拌反应，得到SPES。 注：此法，技术简单，可以得到较低磺化度的SPES，同样，为了解决产物水分残留问题，在析出时，采用反应液滴入式法，控制聚合物析出大小，尽可能增大表面积；另外，采用减压烘干的方法。 综合考虑，选择方法二与方法三作为制备SPES的方法，在后期采用滴入式法控制析出形式，尽可能增大聚合物的表面积，并同时采用高温减压干燥，除去水分。
净水器超滤膜过滤技术参数(精)
家用净水器超滤膜过滤技术参数及工作原理 家用净水器超滤膜过滤技术参数 1. 流量范围:40~2400 m3/h 2. 过滤精度: 100~2000 μm 3. 工作压力:0.1~1.6 MPa 4. 压力损失:≤ 0.016 MPa 5. 排污阀口径: DN 50 mm 6. 排污时间:10~60 s 7. 排污耗水量:<1% 8. 适用温度:≤ 85 ℃ 9. 电源:交流三相380V/50Hz 10.控制界面:数显、旋钮、开关 11.滤网类型: 316不锈钢 家用净水器超滤膜过滤原理 超滤是一种利用膜分离技术的筛分过程,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,实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。 每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔,其孔径只允
许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过,而最小细菌的体积都在0.02微米以上,因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来,从而实现了净化过程。 1、超滤膜的制水流程 自来水先进入超滤膜管内,在水压差的作用下,膜表面上密布的许多0.01微米的微孔只允许水分子、有益矿物质和微量元素透过,成为净化水。而细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬浮物、大分子有机物等有害物质则被截留在超滤膜管内,在超滤膜进行冲洗时排出。 2、超滤膜冲洗流程 超滤膜使用一段时间后,被截留下来的细菌、铁锈、胶体、悬浮物、大分子有机物等有害物质会依附在超滤膜的内表面,使超滤膜的产水量逐渐下降,尤其是自来水质污染严重时,更易引起超滤膜的堵塞,定期对超滤膜进行冲洗可有效恢复膜的产水量。 3、超滤膜滤芯 将成束的超滤膜丝经过浇铸工艺后制成如下图所示的超滤芯,滤芯由ABS外壳、外壳两端的环氧封头和成束的超滤膜丝三部分组成。环氧封头填充了膜丝与膜丝之间的空隙,形成原液与透过液之间的隔离,原液首先进入超滤膜孔内,经超滤膜过滤后成为透过液,防止了原液 不经过滤直接进入到透过液中。 4、超滤膜滤芯膜丝总面积的计算: 在单位膜丝面积产水量不变的情况下,滤芯装填的膜面积越大,则滤芯的总产水量越多, 其计算公式为:
超滤膜运行维护手册
超滤膜系统运行维护手册
目录 一、二、 中空纤维超滤膜系统简介 1. 中空纤维超滤膜概述及工作原理 2. 中空纤维超滤膜结构 3. 中空纤维超滤膜的优点 4. 中空纤维超滤膜的主要应用领域系统工艺描述 三、中空纤维超滤膜技术参数描述 四、超滤系统设备内容描述 五、系统控制描述 六、系统维护管理表 七、系统的维护及注意事项 八、安全注意事项 九、操作数据记录表 十、相关图纸及资料 一、中空纤维超滤膜系统简介 1. 中空纤维超滤膜概述及工作原理 中空纤维超滤膜是在较低的压差推动力作用下进行的筛孔分离过程，主要用于溶液中大分子物质、胶体、蛋白、微粒的分离和浓缩。超滤过程是在膜两侧产生一定的压力差后，溶剂、低分子物质和无机盐透过膜，而大分子物质、胶体等被半透膜所截留。超滤膜具有选择性表面层的主要原因是它具有一定大小和形状的孔，超滤膜的基本孔径为微米。
中空纤维超滤膜的分离机理主要有：1.溶质在膜表面和微孔内的吸附；2.粒径略小于膜孔的溶质在微孔中的停留，引起堵塞；3.粒径大于膜孔的溶质在膜表面的机械截留，即筛分。其中筛分是超滤过程的主要分离机理。 中空纤维超滤膜的操作方式可分为终端过滤和错流过滤。在终端过滤中，随着操作时间的延长，被截留的物质将在膜表面形成污染层，使过滤阻力不断增加，在操作压力不变的情况下，膜渗透速率将不断下降；而错流过滤，由于料液平行的流过膜表面，因此与传统的终端过滤相比，错流过滤可在较长的时间内维持较高的渗透通量。因此错流过滤目前已广泛的应用于超滤分离过程中。 中空纤维超滤膜组件的主要类型有管式、中空纤维和卷式三种。这三种膜组件的性能综合比较见表，在实际应用中应根据不同的处理对象加以选择。高污染的料液为避免浓差极化可选择组件流动状态好、对堵塞不敏感和易于清洗的组件，例如管式。但同时需考虑组件的造价、膜更换费和运转费。对于低污染和中等污染的料液则可选用中空超滤膜和卷式超滤膜。 表几种超滤膜组件的比较 为了保证一定的膜渗透通量和维持膜的使用寿命，必须对膜进行清洗。膜清洗频率与料液的污染程度和预处理措施的完善程度密切相关。膜清洗工艺可分为物理法和化学法两大类。物理法包括水力冲洗、气水混合冲洗、反冲洗。反冲洗是在膜组件中，将反向压力施加于膜渗透侧，弓I起渗透液的反向流动，以松动和去除膜进料侧表面的污染物。化学清洗所用的药剂和方法，需根据污染物进行决定。 2. 中空纤维超滤膜结构 中空纤维超滤膜组件是错流过滤系统的基础，制造方法是将具有微孔的纤维状膜束封装在膜壳中制成。超滤膜采用双皮层设计，不但能进行外压式操作，而且能进行内压式操作，从而使其应用领域得到大大的拓展。 超滤膜特性
PVDF中空纤维超滤膜介绍
PVDF中空纤维超滤膜介绍 1、超滤膜的优势： 在我国，由于水源污染以及二次污染相当严重，用普通的过滤介质难以实现生活饮用水深度净化效果。超滤膜净化技术采用高精度纯物理的过滤原理，过滤精度为0.1～0.001微米，不添加任何化学物质，依靠超滤膜表面密布的微孔进行筛分，从而截留有害物质，从而实现过滤净化、纯化的效果。截留水中的铁锈、微粒、细菌、胶体及部分有机物等，保持产水pH值不变，同时保留水中人体所需微量矿物质和微量溶解氧。如果再和活性炭组合使用，除去水中异味和有机物，则将是一组完美的结合产品。同时，超滤膜过滤只需依靠自来水本身压力即可实现，不需要用电、加压，具有低压无相变，能耗低，废水排放少的特点，安全节能。另外，超滤膜过滤由于不需要用电加压，设备安装简单易行，产水通量大，无需储水桶等配套设备。最后，超滤膜过滤具备冲洗排污的功能，通过正反冲洗超滤膜膜丝，可将截留的污染物冲洗排出，延长超滤膜丝的使用寿命。超滤膜是家用水处理器的最佳选择。随着制膜技术的发展和生产规模化，使超滤膜性能更加稳定，目前是净化生活饮用水的主流技术，同时在饮料、生物、食品、医药等领域应用广泛。 2、超滤膜工作原理：超滤膜是由起分离作用的一层极薄表皮层或较厚的起支撑作用的海绵状或指状多孔层组成，孔隙大小在0.1～0.001μm的选择性透过膜。超滤膜过滤技术是指利用具有选择透过能力的超滤薄膜做分离介质，膜壁密布微孔，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为透过液，而较大分子溶质被膜截留，从而达到物质分离及浓缩的目的。与传统过滤的不同在于，超滤膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相变化和化学变化，适应性强。 3、超滤膜分类 超滤膜根据膜材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜主要是由高分子材料制成，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等等。根据膜形状的不同，可分为平板膜、管式膜、毛细管膜、中空纤维膜等。 无机膜中，陶瓷超滤膜在家用净水器中应用比较多。陶瓷膜寿命长，耐腐蚀，但出水有土味，影响口感。同时陶瓷膜易堵塞，清洗不易。中空纤维超滤膜由于其填充密度大，有效膜面积大，纯水通量高，操作简单易清洗等优势，被广泛应用于家用净水行业。目前，市面上家用净水器用的膜基本上都是中空纤维膜，这证明了中空纤维膜的广泛应用前景，是大家公认的好滤材。 4、中空纤维超滤膜 中空纤维超滤膜的工作模式主要有外压式过滤和内压式过滤。外压式过滤是指原水从中空膜丝外侧经滤膜管壁过滤，形成透过液，从中空膜丝内侧流出。见下图。 1）外压式过滤形成的污垢层在中空纤维膜丝的外壁上，内压式过滤形成的污垢层在中空纤维膜丝的内壁上，在清洗膜丝污垢时，由于膜丝比较细，内孔小，滞留的污垢不易清洗。家用净水器通常以死端过滤模式（浓
聚醚砜改性热固性树脂的反应诱导相分离
聚醚砜改性热固性树脂的反应诱导相分离 聚醚砜（PES ）是一种典型的工程塑料，工业上通常采用以下方法进行合成:脱氯化氢法、熔融脱盐法、溶液脱盐法等。脱氯化氢法主要在上世纪70年代初期被采用，而溶液脱盐法又包括单酚脱盐法和双酚脱盐法[1]。 S O O n 图1 聚醚砜分子结构式 聚醚砜具有很多优异的性能。其Tg 在200℃以上，耐高温性能好（可在180℃以上使用），此外强度也较高，在100℃到200℃之间的温度范围内，其模量基本不变，在100℃以上时，模量高于任何一种热塑性塑料，由于分子中醚键的存在，聚醚砜还具有良好的韧性。因此采用聚醚砜改性热固性树脂是较为理想的。 目前聚醚砜对热固性树脂的增韧改性主要是通过反应诱导相分离来控制相得形态，使其形成相反转或者双连续相结构，从而在不改变原来体系的热性能和力学性能的情况下达到增韧的目的。而要对相形态进行控制，主要从两个方面着手，一个是热力学方面，主要从聚醚砜的使用量来控制，另一个就是动力学方面，主要从固化工艺来控制相形态。 一．不同PES 含量的影响 余英丰[2]对聚醚砜改性环氧/酸酐/叔胺体系进行了研究。其配方如下 表1 改性体系的重量配比 PES-20％体系和PES-14％体系经过120℃固化过后，分别得到了不同的相形态。PES-20％体系形成了相反转结构，该结构中，环氧富集粒子均匀地分布在聚醚砜形成的连续相中，环氧富集粒子呈球形，直径在 1-2um 之间。而PES-14％体系却形成了双连续相结构，而且相尺寸都比较大。在环氧富集连续相当中几乎
看不到聚醚砜粒子，但是在聚醚砜膜状连续相中可以观察到直径大约为3-4um 的环氧富集球形粒子。其相图如下： （a） （b） 图2 120℃下固化5h的电镜扫描图。 （a）为PES-20％体系;（b）为PES-14％体系 而刘小云[3]研究了PES/双马改性体系。不同含量的PES改性体系在160℃下进行等温固化。反应初期改性和未改性体系的单体转化率几乎相同。随着反应进行，改性体系的反应速率明显比未改性体系低，而且随着PES含量的增加，反应速率降低。固化时间相同时，改性体系中的双马的固化转化率要比未改性体系的低，并且也伴随着PES含量的增加而降低。聚合物的稀释效应[4]十分明显。这些从下图可以看出。
酱油超滤膜过滤的工艺及技术
天然晒露发酵工艺酿造的生酱油，由于工艺原因，生产的酱油存在澄清度不高，大良沉淀问题，尤其是成品酱油在货架期出现的二次沉淀现象，影响了酱油的外观，而大分子蛋白质是导致酱油二次沉淀的主要原因。 酱油沉淀的原因： 传统酱油杀菌，主要是通过加热，酱油中的蛋白质和还原糖等成分经过较高温度加热后易出现沉淀现象，并对口感产生影响，造成酱油风味的损伤。 酱油超滤膜过滤技术： 超滤膜孔径为0.01-0.1UM，而酱油中易产生沉淀的蛋白的分子量都是在几万以上，完全可以通过超滤膜的截留作用去除大分子蛋白。 采用先进的超滤膜分离技术，直接对生酱油进行过滤，在除去各类微生物的同时，除去了大分子的颗粒和胶体颗粒，使酱油的色泽鲜艳，体态澄清，风味更鲜美，长期存放无沉淀物，质量得到显著的提高。 酱油超滤膜过滤的工艺： 生酱油→硅藻土过滤→超滤系统→灭菌（可选择不灭菌）→灌装 酱油超滤膜过滤的技术优势：
1.分子级过滤，去除沉淀，不会出现沉淀和细菌超标问题 2.颜色透亮，延长了酱油的货架期 3.灭菌效果好，能达到100个/ml以下 4.常温下运行，不改变酱油的原来的风味 5.设备采用卫生级材料，符合QS认证 超滤膜过滤在酱油中的应用： 低温高稀工艺酱油、天然晒制工艺酱油或固态发酵酱油。 以上就是成都和诚过滤技术有限公司为大家介绍的关于酱油超滤膜过滤的工艺及技术的相关内容，希望对大家有所帮助！该公司大力引进世界先进的过滤技术及膜分离技术，专注于解决酒水饮料/果酒果醋/食醋酱油/植物提取/动物提取/中药制剂/茶饮及茶叶深加工/发酵液/纯化水/化工废水等生产过程中的相关过滤、澄清、除杂、精制、浓缩等难题，同时为客户提供专业的技术解答、过滤设计。
质子交换膜的交联改性研究进展
万方数据
万方数据
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质子交换膜的交联改性研究进展 作者：杨洁， 潘牧， 袁润章， 李笑晖， YANG Jie， PAN Mu， YUAN Runzhang， LI Xiaohui 作者单位：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉,430070 刊名： 材料导报 英文刊名：MATERIALS REVIEW 年，卷(期)：2005,19(z1) 参考文献(26条) 1.Kerres J查看详情 1998 2.Jones D J;Roziere J查看详情 2001 https://www.360docs.net/doc/762280321.html,urent D;Jurgen K;Michael P Cone and foliage volatiles emitted by Pinus cembra and some related conifer species[外文期刊] 1998(5) 4.Houblod H G查看详情[外文期刊] 2001 5.Kerres K D查看详情 2001 6.Kerres J查看详情 2001 7.Rikukawa M;Sanui K Proton-conducting polymer electrolyte membranes based on hydrocarbon polymers [外文期刊] 2000(10) 8.吴洪;王宇新;王世昌查看详情 2001(04) 9.Barbir F;Gomez T查看详情 1996 10.刘富强质子交换膜燃料电池复合膜的研究 2002 11.Mehta V;Cooper J S查看详情 2003 12.Jorissen J;Gogel V;Kerres J查看详情 2002 13.Kerres J查看详情 2001 14.Zhang W;Tang C M;Kerres J A novel multiple cell photo-sensor instrument: principles and application to the study of THF hydrate formation[外文期刊] 2001(10) 15.Kerres J;Ullrich A查看详情 1999 16.Kaur S;Florio G查看详情 2002 17.Nolte R查看详情 1998 18.Choi W C;Kim J D查看详情 2001 19.衣宝廉燃料电池--高效、环境友好的发电方式 2003 20.Grot W;Ford C查看详情 2004 21.Baldauf M;Preidel W Status of the development of a direct methanol fuel cell[外文期刊] 1999(2) 22.Blum A;Duvdevani T;Philosoph M查看详情 2003 23.Heinzel A;Barragan V M查看详情 1999 24.史萌;邱新平;朱文涛Nafion膜在直接甲醇燃料电池中的应用及改进[期刊论文]-化学通报(印刷版) 2001(08) 25.Won J;Choi S W查看详情 2003 26.邢丹敏;杜学忠;于景荣燃料电池用质子交换膜研究进展[期刊论文]-电源技术 2001(z1) 本文链接：https://www.360docs.net/doc/762280321.html,/Periodical_cldb2005z1078.aspx
实验室超滤膜过滤流程设计
实验室超滤膜过滤流程设计说明 1、设备流程用途： 本流程主要应用于油田水处理实验室研究，同时在一定程度上也能满足现场试验要求。 2、工艺流程图及安装图 见附件工艺流程图、安装图 3、设备设计主要要求： 3.1 设备功能组成部分：过滤、反冲、反洗及自动化 3.2设备采用模块化、考虑到便于实验室进出搬运、及运输。单个流程设备尺寸原设计不大于1600*800*1500（长、宽、高，单位：mm）流程设备主要包含2个模块，即主过滤模块(包含自动化全部系统、反冲泵、罐等)和膜组件模块（包含膜组件、压缩机及空气储罐）2部分。过滤膜组件分为2种方式：一是有机膜过滤（PVDF聚偏氟乙烯）；二是无机陶瓷膜过滤。膜组件尺寸应选用标准件。各组件之间管线接口采用插接式方便组装。3.3 设计参数： A：室验室设计产水量：单组膜5 m3/d，即210 L/h ，2个预留备用，流程采用循环试验方式，即产水，浓水均回来液缓冲罐。 B：现场设计产水量：可由增加膜组实现产水量的增加。目前我们设计已预留2个接口，可以增加膜组，现场产水、浓水可回罐，也可外排。 C：过滤组件：陶瓷膜组件（1根：19孔*1016），有机膜组件选择天津膜天膜筒式超滤膜组件（其他进口膜无小型试验膜） 3.4 数据采集 为使试验数据精确可靠，所有仪表均采用高精度电子仪表，同时实现
各种参数（流量、压力、耗电、浊度等）数据的自动采集、存储及处理，可按设定时间生成报表。具体采集数据报表结构内容在流程及参数确定之后提供。 3.5 自动化控制： A：实现流程自动反冲（洗），反冲频率可调。 无机膜： 通过自动控制系统对膜进行反冲、反洗，正冲、正洗，以便于总结和试验有效控制膜污染的科学合理的方法。 1）反冲：压缩机空气推动空气进行反冲，压力<0.2MPa，反冲频率为工作过程中每间隔5分钟作用一次（1-3秒）可人工设置、可调整时间周期，通过气压实现脉冲震荡，使膜腔得以气冲的效果，使污物固化减缓。 2）反洗：气液混合反洗，气由膜来水进口进入，与化学清洗泵同时动作，反洗水外排或回罐。压力<0.3Mpa，反洗时间：20~60S，反洗周期：20~40min，可根据需求人工从界面设置。（此过程可由1）实现代替，其周期可延长至同化学清洗同时进行？） 有机膜： 1）反冲：压缩机空气推动空气进行反冲，压力<0.2MPa，反冲频率为工作过程中每间隔5分钟作用一次（1-3秒）可人工设置、可调整时间周期，通过气压实现脉冲震荡，使膜腔得以气冲的效果，使污物固化减缓。
超滤膜技术
1.超滤膜技术：主要是依靠膜两侧压力差驱动下的物理筛分作用，将原水中粒径大于表层平均孔径的大颗粒物质（如胶体物质、水中溶解的大分子、蛋白质、细菌、病毒等）被膜表面截留，而允许小于膜孔径的物质通过超滤膜，从而使原水得到净化。但在有些情况下，水中污染物和膜材料间相互作用也会影响到超滤膜的分离特性，因而又不能单纯理解为筛分原理。 2.如何表征超滤膜的分离能力：超滤膜的孔径大小不一，且形状不规则，不容易用孔径判断其分离能力，一般采用截留分子量（MWCO）表示膜的分离能力。当对某一分子量聚合物或蛋白质的截留率达到90%时，该物质的分子量为膜的截留分子量。虽然一般将MWCO 解释为膜所能截留的公称最小分子质量，但这种表示方法也不是十分严格，因为膜的平均孔径和孔径分布会影响膜的分离特性。 对于分子量一定的物质，其分子的结构形状、性质对截留性能也有影响，如球形和有侧链的分子、刚性分子会有更大的被截留率。可见，超滤膜孔径的大小、结构、膜表面的化学特性、以及被分离分子的结构形状等都起着不同的截留作用，所以，不能将膜孔径确定的分子分离极限看作为表征膜分离特性的绝对尺度。 3.超滤膜的过滤压力：通常为0.05～0.5 MPa，筛分孔径从0.01 μm～0.1 μm，通常认为其分离范围在1000 和100，000 u 之间。 4.超滤膜过滤方式分类：超滤膜过滤一般有死端式（Dead-end）和错流式（Cross-flow）两种操作方式。死端过滤时，原水全部透过膜，所有被截留的微粒都沉积在膜上，形成随时间而增厚的滤饼。错流过
滤时，原水中的一部分透过膜，另一部分则与膜平行，且保持一定的膜面剪切速度，起到控制膜上覆盖层生成的作用，避免膜过度污染。 5.超滤膜组件的型式主要有： 板框式（Plate and Frame Module）、 螺旋卷式（Spiral Wound Module）、 圆管式（Tubular Module） 中空纤维式（Hollow Fiber Module） 毛细管式（CapillaryModule）。 圆管式超滤膜直径一般大于10 mm；毛细管式一般为0.5～10.0 mm； 6.膜污染：是指在膜滤过程中，由于原水中的微粒物、胶体粒子或 溶质分子，与膜之间存在物理化学作用或机械作用，而在膜表面及膜孔内部的吸附或沉积，致使出现膜孔堵塞或变小、膜过滤阻力增大、膜通量下降等膜水力性能降低的现象。 7.膜污染是超滤过程中导致膜通量下降的重要因素。 8.膜污染的分类：根据水力清洗对膜污染去除的情况，将膜污染分 为可逆膜污染和不可逆膜污染两大类。一般认为，可以通过正常运行周期设定的物理清洗去除的膜污染视为可逆膜污染，在膜表面形成的滤饼层所导致的膜污染，一般被认为是可逆膜污染；反之，将不能通过正常运行周期所设定的物理清洗去除，在整个超滤过程中不断累积，最终必须通过化学清洗才能去除的膜污染称为不可逆膜污染。不可逆膜污染的长期积累会导致膜过滤性能的
PS超滤膜过滤器
内压 PS超滤膜过滤器 SVU系列使用说明书 坎普尔设备（国际）有限公司Canpure Equipment International, Inc.
警告及注意 本说明书以警告或注意的方式说明涉及人身及系统安全的内容。本产品的使用者为其 违反这些说明造成的伤害与损失负全责。 本公司仅对其产品本身的质量负责。
目录 目录 (1) 一超滤技术概述 (3) 1.1 超滤概述 (3) 1.2 超滤技术在水处理中的应用 (4) 1.2.1 膜分离技术在城市污水深度处理中的应用 (4) 1.2.2 工业废水处理中的应用 (5) 1.2.3 地表水处理 (5) 1.2.4 超滤技术在饮用水处理中的应用 (5) 1.2.5 膜分离技术在海水淡化中的应用 (5) 二塞伟尔内压超滤膜组件介绍 (7) 2.1 塞伟尔内压超滤膜及组件的特点 (7) 2.1.1 永久亲水性 (7) 2.1.2 均匀的布水方式 (7) 2.1.3 较大的毛细管膜内径 (8) 2.1.4 较厚的膜壁 (8) 2.1.5 特殊的根部保护 (8) 2.1.6 较小的截留分子量 (8) 2.2 塞伟尔内压超滤膜组件型号设置 (9) 2.3 塞伟尔内压超滤膜组件性能 (10) 2.4 塞伟尔内压超滤膜组件参数 (11) 2.5 塞伟尔内压超滤膜组件的外型尺寸 (12) 2.6 塞伟尔内压超滤膜组件操作条件 (13) 三系统设计 (14) 3.1 超滤系统工作过程 (14) 3.2 冲洗过程 (15) 3.3 超滤系统的设计 (16) 3.3.1 取得必要的原水信息 (16) 3.3.2 超滤膜的选择 (17) 3.3.3 超滤膜组件数量的确定 (17)
添加剂种类及保存条件对聚醚砜超滤膜过滤分离性能的影响
添加剂种类及保存条件 对聚醚砜超滤膜过滤分离性能的影响 一． 实验目的 1、了解超滤膜的制作过程； 2、掌握超滤膜的性能评价标准及方法； 3、对比不同铸膜液组成对聚醚砜超滤膜性能的影响； 4、对比不同保存条件对聚醚砜超滤膜性能影响。 二． 实验研究的提出 对于本实验研究的提出，我们从以下两方面进行考虑： ●PES膜材料的特性 1、具有较好的成膜特性 2、具有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性 3、膜通量较高，是制备超滤和微滤膜的理想材料 ●PES膜材料的局限性 1、 膜材料本身具有憎水性 2、 亲水性改性存在问题 A． 添加剂的加入会影响铸膜液组成和特性，进而对膜结构造成极大的影响，进而影响膜的选择透过性 B. 亲水性添加剂易流失，造成膜在后处理和使用过程中亲水性不同程度地丧失 综合以上两点，我们确定了本实验研究的内容： 1、考察不同亲水性添加剂对膜性能的影响 2、考察膜的保存方法对不同添加剂改性的膜的性能的影响 3、旨在通过比较，筛选出亲水性和亲水稳定性较优的添加剂。 三． 实验原理 （一） 膜分离 膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动力，允许某些组分透过而保留混合物中其他组分，各组分透过膜的迁移率不同，从而达到分离目的的技术，是一种属于传质分离过程的单元操作。膜可以是固态或液态，所处理的流体可以是液体或气体，过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。 膜分离过程有多种，不同的分离过程所采用的膜及施加的推动力不同。上表列出了几种
工业应用膜过程的基本特性及适用范围。 与传统分离技术相比，膜分离技术具有以下特点： 1、在常温下进行 有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩； 2、无相态变化 保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3‐1/8； 3、无化学变化 典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染； 4、选择性好 可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能； 5、适应性强 处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化。 （二） 超滤膜 超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径为0.05μm~1nm。超滤膜的主要分离对象是胶体和大分子物质。 主要机理有：1、在膜表面及微孔内被吸附（一次吸附）；2、溶质在膜孔中停留而被去除（阻塞）；3、在膜面被机械截留（筛分）。一般认为物理筛分器主导作用。 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
超滤、纳滤、反渗透、微滤的概念和区别
超滤、纳滤、反渗透、微滤的区别 1、超滤(UF)：过滤精度在0.001-0.1微米，属于二十一世纪高新技术之一。是 一种利用压差的膜法分离技术，可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，并能保留对人体有益的一些矿物质元素。 是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。超滤工艺中水的回收率高达 95%以上，并且可方便的实现冲洗与反冲洗，不易堵塞，使用寿命相对较长。超滤不需要加电加压，仅依靠自来水压力就可进行过滤，流量大，使 用成本低廉，较适合家庭饮用水的全面净化。因此未来生活饮用水的净化 将以超滤技术为主，并结合其他的过滤材料，以达到较宽的处理范围，更全面地消除水中的污染物质。 2、纳滤(NF)：过滤精度介于超滤和反渗透之间，脱盐率比反渗透低，也是一 种需要加电、加压的膜法分离技术，水的回收率较低。也就是说用纳滤膜制水的过程中，一定会浪费将近30%的自来水。这是一般家庭不能接受的。 一般用于工业纯水制造。 3、反渗透(RO)：过滤精度为0.0001微米左右，是美国60年代初研制的一种 超高精度的利用压差的膜法分离技术。可滤除水中的几乎一切的杂质（包 括有害的和有益的），只能允许水分子通过。也就是说用反渗膜制水的过程中，一定会浪费将近50%以上的自来水。这是一般家庭不能接受的。一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。反渗透技术需要加压、加电，流量小，水的利用率低，不适合大量生活饮用水的净化。 4、微滤（MF）：过滤精度一般在0.1-50微米，常见的各种PP滤芯，活性碳 滤芯，陶瓷滤芯等都属于微滤范畴，用于简单的粗过滤，过滤水中的泥沙、
铁锈等大颗粒杂质，但不能去除水中的细菌等有害物质。滤芯通常不能清洗，为一次性过滤材料，需要经常更换。①PP棉芯：一般只用于要求不高的粗滤，去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。②活性碳：可以消除水中的异色和异味，但是不能去除水中的细菌，对泥沙、铁锈的去除效果也很差。③陶瓷滤芯：最小过滤精度也只0.1微米，通常流量小，不易清洗。 一、反渗透膜（RO膜）： RO是英文Reverse Osmosis membrane 的缩写，中文意思是（逆渗透），一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度，亦即所谓逆渗透原理：由于RO 膜的孔径是头发丝的一百万分之五（0.0001 微米）, 一般肉眼无法看到，细菌、病毒是它的5000 倍，因此，只有水分子及部分有益人体的矿物离子能够通过，其它杂质及重金属均由废水管排出，所有海水淡化的过程，以及太空人废水回收处理均采用此方法，因此RO 膜又称体外的高科技人工肾脏。 1.什么是反渗透? 反渗透是60年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程.反渗透的英文全名是REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”。 2.反渗透的原理： 首先要了解“渗透”的概念.渗透是一种物理现象.当两种含有不同盐类的水，如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现，含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中，而所含的盐分并不渗透，这样，逐渐把两边的含
第二章 超滤膜
第二章超滤膜 超滤膜，是一种孔经规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现 2.1 简介 聚丙烯腈。英文简写PAN。由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。外观为白色粉末状，密度为1.14~1.15g/cm ，加热至220~300℃时软化并发生分解。 2.2 主要应用 聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。用85%以上的丙烯腈和其他第二、第三单体共聚的高分子聚合物仿制的合成纤维。聚丙烯腈纤维的中国商品名。俗称人造羊毛。美国杜邦公司于20世纪40年代研制成功纯聚丙烯腈纤维（商品名为奥纶），因染色困难、易原纤化，一直未投入工业化生产。后来在改善聚合物的可仿性和纤维的染色性的基础上，腈纶才得以实现工业化生产。各个国家有不同的商品名，如美国有奥纶、阿克利纶、克丽斯纶、泽弗纶，英国有考特尔，日本有毛丽龙、开司米纶、依克丝兰、贝丝纶等。腈纶密度一般为 1.16～1.18克/厘米3，标准回潮率为1.0%～2.5%。纤维的特点是蓬松性和保暖性好，手感柔软，并具有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。主要用做人造纤维，俗称人造羊毛；制毛线、针织物（纯纺或与羊毛混纺）和机织物，尤其适宜作室内装饰布，如窗帘等。在材料学中常以聚丙烯腈为基体来合成多空材料，例如PAN基活性炭。 可以用来制造超滤的材质很多，包括：聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚砜(PS)、聚丙稀腈(PAN)、聚氯乙稀(PVC) 等。90 年代初，聚醚砜材料在商业上取得了应用；而90 年代末，性能更优良的聚偏氟乙
超滤膜过滤设备分离技术
超滤膜过滤设备分离技术
超滤膜过滤设备和反渗透过滤设备是膜分离技术的主要部分。膜分离技术是近代发展起来的一项高新技术，该技术目前已在我国许多领域得到应用。超滤膜过滤设备和反渗透过滤设备是在压力驱动下于膜界面实现物质分离的过程。 超滤膜过滤设备可以截留乳清废水中的大分子物质，如大豆乳清蛋白及非蛋白聚合物。反渗透过滤设备可以截留大豆低聚糖和绝大部分盐类。采用超滤手段预先将乳清中的蛋白除去，再用反渗透技术提取低聚糖，这种工艺会使膜的污染机会加大，造成膜通量降低，其操作性较差。 从大豆蛋白废水中提取低聚糖首先要将大分子的乳清蛋白截留出来，由于乳清蛋白的存在既会影响低聚糖的纯度，也会使反渗透膜的流量降低。为此，采用了热处理的工艺，将绝大部分乳清蛋白经热凝聚分离出来，蛋白遇热发生变性并形成大块的凝胶体，蛋白充分变性沉析于下部，下部蛋白浆干燥可得乳清蛋白。上层清液中的蛋白采用超滤膜过滤设备的方式分离。 经热处理分离的乳清废水，还含有少量低分子量蛋白，采用超滤膜过滤设备将其分离出来。实验分别选择了2000和5000分子量的超滤膜分离对乳清废水中的蛋白作截留实验，结果显示膜分子量在2000、5000时截留率分别为85%及50%。实验选择了2000分子量的超滤膜，它可以截留80%以上的乳清蛋白，达到了截留目的。当截留液浓度达到8%～10%时，可以进行干燥处理。
在大豆乳清废水处理过程中，超滤膜过滤设备分离和反渗透膜经连续运转，物料不断被浓缩，浓差极化现象越来越严重，流速明显降低，因此在工作一定时间后，需进行膜清洗，使过滤速度恢复至初始状态。超滤膜过滤设备表面吸附的主要是蛋白凝块，清洗剂主要以碱液为主，当大量蛋白凝块被清除以后，使用碱性次氯酸钠氧化消毒液，除去微生物及微量蛋白质，必要时再用酸除去膜表面沉积的无机离子。 以上就是为大家介绍的全部内容，希望对大家有帮助。
超滤膜过滤原理及过滤方式
净水器常识：超滤膜过滤原理及过滤方式 作者：日期：2013-06-25 17:28:10 中国市场上的净水设备大致可分为净水器和纯水机两大类。所谓净水器就是去除水中的悬浮物以及对人体有害的有机化合物，无机化合物，重金属，细菌;所谓纯水机就是滤除水中所有的杂质，只剩下完全纯净的水分子。长期饮用纯净水是不利于人体健康的，纯水失去了人体所需的微量元素，长期饮用对身体不利。所有，我们可以选择超滤膜净水器，但是超滤膜净水器过滤原理及过滤方式如何?让小编为您共享下： 超滤膜过滤原理 超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，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，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。 超滤膜过滤方式 一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根中空纤维丝和膜壳两部分组成，一般将中空纤维内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜，毛细管式超滤膜因内径较大，因此不易被大颗粒物质堵塞，更适用于过滤原液浓度较大的场合。 A)内压式过滤： 原液先从膜丝内孔进，经压力差驱动，沿径向由内向外渗透过中空纤维成透过液为内压式过滤，内压式过滤可以使用高压大流量的顺冲洗，使冲洗水流与膜孔成切向方向快速流过，从而可以将吸附在膜内孔表面上的污染物冲去，恢复膜的水通量。 B)外压式过滤： 原液经压力差驱动沿径向由外向内渗透过中空纤维膜丝成为透过液，而截留的物质汇集在中空丝的外部时为外压式过滤。：外压式超滤膜密封在膜壳内，水流的死角多，无法使用快速直冲的方法清除膜表面附着的污染物，因而不能完全去污。
血液净化用聚醚砜膜的改性研究
血液净化用聚醚砜膜的改性研究 赵长生 四川大学高分子学院，四川省成都市一环路南一段24号610065 本文将对血液净化用聚醚砜膜的改性进行讨论。首先，对聚醚砜膜的改性方法进行讨论，包括本体改性、表面改性和共混方法。其次，分别讨论了本体改性和聚醚砜膜表面接枝改性方法，包括表面接枝生物大分子如DNA和蛋白质。再次，主要针对共混改性方法进行讨论，包括直接共混亲水性共聚物、无规三元共聚物和两亲性三嵌段共聚物等。重点讨论改性膜的亲水性，抗蛋白污染性能、血小板黏附性能、抗凝血性能和细胞相容性。最后讨论改性聚醚砜中空纤维膜进行动物实验和临床试验研究结果。 关键词：聚醚砜膜，血液净化，改性，血液相容性 聚醚砜（PES）由于有着良好的耐氧化性、热学、力学性能以及良好的成膜性能而得到广泛应用，尤其是近年来在血液净化领域得到广泛应用，如血液透析、血浆分离等领域[1]。但是，聚醚砜的血液相容性并不是很理想，在血液净化过程中，通常需要加入肝素作为抗凝剂来防止凝血的发生。因此有必要对聚醚砜进行改性，以提高其血液相容性。 Figure 1. Synthesis of PES with different functional groups
聚醚砜膜的改性很多，主要包括本体改性、表面改性和共混方法。改性的目的是提高膜的亲水性，降低蛋白吸附（提高抗蛋白污染性能）、抑制血小板黏附性能、提高抗凝血性能和细胞相容性。 （1）本体改性：主要包括磺化和羧基化。由于氯磺酸磺化时可带上反应性的磺酰氯基团，因此可进一步反应接枝其它功能基团，如图1所示[2]。 Figure 2. The process of BSA grafting. Figure 3. Synthesis of the PVP-b-PMMA-b-PVP block copolymers
超滤设计方案
武汉某某净水设备有限公司 3T/H超滤净水设备设计方案及报价 项目名称： 3T/H超滤净水设备 设备用途：生活饮用水 产水指标：国家生活饮用水标准 产水水量： 3m3/H 系统工艺：预处理+超滤 公司信息设计信息 地址科目签名日期 电话设计 联系人罗先生审核
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3t/h超滤技术方案 一、公司简介 武汉瑞沃净水设备有限公司是一家专业生产水处理工程设备的公司。业务主要应用于以下领域净化水、软化水、纯水、锅炉水处理等设备加工制作安装。主营：净水工程、中水回用工程、反渗透设备、超纯水设备、软化水设备制作、工业循环水处理、中央空调循环水处理。公司在东西湖径河工业园银柏路59号建有水处理设备生产基地，生产及检验设备齐全，在短短几年我们就打下了坚实基础和一定的业绩，共完成了上百余项水处理项目，并顺利通过检测和验收。取得了较好的经济效益和社会效益，赢得了行业和客户的赞誉和推崇。 二、工程概况 、项目概述 系统采用“源水增压泵+石英砂过滤+活性炭过滤+精密过滤+超滤”水处理工艺，保证用水品质，预处理过滤器、超滤主机均采用全自动控制，便于操作维护。该方案设计合理、运行稳定、产水的品质达到国家生活用水标准。 设备具有安装方便、使用方便、操作方便、维护方便；运行稳定、节能、环保、自动化程度高，经济实用等特点。 、设计基础： 水源：湖水 系统产水水量：≥h ??
、系统边界条件 超滤膜的使用条件 PH 值范围2-13 最大进水浊度50NTU(高抗污染型);15NTU（常规型）最大进水压力3bar 最大透膜压差2bar 最大反洗透膜压差bar 最高使用温度/最低使用温度45℃/5℃ 最大进水瞬时余氯浓度或更高PH 值 最大进水连续余氯浓度或更高PH 值（累计） 最大有机溶剂接触避免接触 最大紫外线接触避免暴露于日光直射下 电源： 三相四线380V 50Hz 设计依据 遵循原则 ?安全性 承诺设计科学和合理，出水水质符合客户要求或满足生活饮用水卫生标准。所选用艾科超滤膜质量可靠，易于进行故障检查或具备自动报警、自动关机功能。?可靠性 所选用的产品均质量可靠，性能优秀，指定产品可24h连续运行，并经过长期的实际应用，在国内有着良好的信誉。 ?经济性 在保证设备质量安全，供水处理可靠的前提下，降低系统造价和产水成本，达到
酚酞型聚醚砜膜的制备与性能研究
内蒙古工业大学学报 JOU RNAL O F I NN ER M ON GOL I A 第25卷 第4期UN I V ERS ITY O F TECHNOLO GY V ol.25N o.42006 文章编号:1001-5167(2006)0420282205 酚酞型聚醚砜膜的制备与性能研究Ξ 汪 锰1,郑幸存2 (1.内蒙古工业大学化工学院,呼和浩特010051;2.浙江工业大学化材学院,杭州310014) 摘要:本文利用水相沉淀聚合法成功地合成了丙烯腈(AN)2(二丙烯酰胺基)2二 甲基丙烷磺酸(AM PS)共聚物,然后将其作为添加剂制备酚酞型聚醚砜膜,并进一 步研究了添加剂用量对膜通量,膜截留率以及膜形态的影响.研究表明,随着添加 剂用量的增加(从0到5%),膜在100kPa下的水通量从230L m2 h r下降到125L m2 h r,对PEG35000的截留率分别从0.5528增加到0.75.另外,利用场发射电子显 微镜观察了膜断面,发现随着PAN2co2AM PS含量的增加,膜表皮层逐渐变厚,指 状孔逐渐减少. 关键词:水相沉淀聚合法;添加剂;膜形态与性能 中图分类号:O641 文献标识码:A 0 引 言 酚酞型聚醚砜(PES2C)是我国自行研发的一种相对新型的工程塑料.由于体积大、极性强的酚酞基团的引入使得这种“改性”的聚醚砜表现出了良好的热稳定性和机械稳定性.综合文献来看,磺化的酚酞型聚醚砜已经成功地作为膜材料制备气体分离膜〔1〕、燃料电池〔2〕、纳滤膜和超滤膜〔3〕等.然而,将其直接用作制备液体分离膜还鲜见报道.另外,目前液体分离用超滤膜和微滤膜大多采用浸没沉淀相转化法制备而来.但是经由该方法并不能同时得到所有期望的膜结构和膜性能.因此,国内外学者在对这一经典方法进行改善方面做了大量的工作,包括将溶剂蒸发〔4〕和退火(annealing)〔5〕等步骤引入膜制备过程,将特殊的化学反应耦合到铸膜液的相分离过程中〔6〕以及在铸膜液中或凝胶浴中加入添加剂〔7〕等等. 本文中将K2S2O82N a2SO3做为引发剂,水做为反应介质,利用水相沉淀聚合法制备了荷电高分子PAN2co2AM PS(如图1所示),然后将其作为添加剂用于制备酚酞型聚醚砜膜,并进一步探讨该添加剂对膜通量,膜截留率以及膜形态的影响. 图1 PAN2co2AM PS的合成路线 1 实验部分 Ξ收稿日期:2006207210 基金项目:内蒙古工业大学校基金(X200309) 作者简介:汪锰(1975～),男,讲师,硕士.