中空纤维超滤膜截留率的检测
中空纤维超滤膜分离能力测试
实验九 中空纤维超滤膜分离能力测试一. 实验目的1. 掌握超滤膜的分离原理。
2. 了解超滤膜分离能力的评价指标。
3. 了解影响超滤膜分离能力的主要因素。
4. 熟练掌握分光光度计在定量分析中的应用。
二. 实验原理膜分离技术是21世纪绿色和节能的高科技产业技术。
由于其独特的高效性、节能性、无污染、过程简单等特点，因而在石油化工、生物化学制药、医疗卫生、冶金、电子、能源、食品环保领域得到广泛应用。
超滤是指溶剂小分子与分子量在500以上的溶质大分子借助于超滤膜进行的分离过程。
超滤膜是对不同分子量的物质进行选择性透过的膜材料，通常为高分子材料制成的多孔物质，它的分子量范围介于5,000~200,000之间，孔径范围介于0.02 ~ 0.03μm 之间。
超滤膜性能参数为截留相对分子质量。
将一定孔径范围（即截留相对分子质量）的超滤膜置于溶剂小分子和溶质大分子组成的溶液中，例如聚乙二醇的水溶液，以膜两侧的压力差为推动力，水分子可以透过超滤膜的孔转移到膜的另一侧，而聚乙二醇大分子则被截留下来（如图1）。
因此，膜两侧溶液的浓度发生了相对变化，溶质和溶剂得到了一定程度上的分离。
图2是由超滤膜材料卷成的管，制成类似于列管式换热器的中空纤维超滤膜组件。
料液在超滤膜管的外侧流动，超滤液被收集到管内，在超滤膜管外侧得到浓缩液。
超滤膜分离能力评价参数为对某一分子量的溶质的脱除率。
分别测定过滤前原料液中溶质浓度、过滤后滤出液中溶质浓度，按（1式）计算超滤膜对溶质的脱除率Ru 。
Ru 越大表示超滤组件分离效果越好。
010100%C C Ru C -=⨯ （1） C 0——过滤前溶液中大分子溶质的浓度；C 1——为过滤后滤出液中大分子溶质的浓度。
影响膜的分离能力的主要因素可以总结为三个方面：膜的截留相对分子质量（截留分子量）、被分离的溶液的组成及溶质分子量大小、分离过程的操作条件（原料液流量、膜两侧压力差）。
本实验分别以聚砜4000和聚砜6000为中空纤维超滤膜组件，测定其对一定初始浓度的分子量为4000~10000聚乙二醇的水溶液的分离能力，测定流量及压力对聚乙二醇脱除率的影响。
膜性能测试
中空纤维超滤膜性能测试一、 实验目的1.掌握超滤膜组件封装分离的实验操作技术；2.掌握中空纤维膜渗透通量和分离效率的测试方法。
二、实验原理膜的性能包括物理化学性能和分离透过性能。
膜的物理化学性能是指承压性、耐温性、耐酸碱性、抗氧化性、耐生物与化学侵蚀性、机械强度、膜的厚度、含水量、毒性、生物相容性、亲水性和疏水性、孔隙率、电性能、膜的形态结构以及膜的平均孔径等。
膜的分离透过特性主要是指渗透通量和分离效率。
超滤膜分离基本原理是用压力差作为推动力，利用膜孔的渗透和截留性质，使不同的组分实现分离，因此要达到良好的分离目的，要求被分离的组分间相对分子质量至少要相差一个数量级以上。
超滤膜分离的工作效率以渗透通量和分离效率作为衡量指标。
膜通量计算如下式：tS V J ⨯=式中，J 为膜的渗透通量（通常测试纯水通量）（L/m 2h ，0.1 MPa ）；S 为中空纤维膜的有效面积（通常指外表面积，内压法为内表面积）（m 2）； V 为透过液体的体积（L ）；t 为时间（h ）。
组分截留率的定义如下：%100C C 1R 01⨯-= 式中—R 为截留率；C 0为原溶液浓度；C 1为透过液浓度。
将中空纤维膜封成膜组件后，进行中空纤维膜的通量与截留率的测试。
进料液可以从膜的内表面透过膜，也可以通过膜的外表面透过膜，因此测试水通量和截留率的方式分为：内压法和外压法，如图1所示。
另一方面，根据料液在膜组件中流动方式的不同，测试水通量和截留率的方式又可以分为：错流法和死端法。
综上所述，测试中空纤维膜的水通量和截留率的方式可以分为：内压错流法、外压错流法、内压死端法和外压死端法，如图2所示。
本实验中测试中空纤维膜的通量和截留率用的都是内压错流过滤，如图2 (a)所示。
图1内压法和外压法示意图图2 过滤过程示意图 (a) 内压错流过滤; (b) 外压错流过滤; (c) 内压死端过滤; (d) 外压死端过滤对于疏水性高分子膜材料，在测试水通量之前，需将中空纤维膜组件用95%的乙醇水溶液润湿，然后将组件安装在过滤器上进行过滤。
超滤膜的过滤截留率指标
超滤膜的过滤截留率指标超滤膜是一种常用的膜分离技术，广泛应用于水处理、食品加工、制药等领域。
超滤膜的过滤截留率是评估其性能的重要指标之一。
本文将介绍超滤膜的过滤截留率指标及其影响因素。
超滤膜的过滤截留率是指在一定操作条件下，超滤膜对不同颗粒物质的截留效果。
通常以截留率百分比表示，截留率越高，说明超滤膜对颗粒物质的截留效果越好。
超滤膜的过滤截留率受多种因素影响，主要包括膜孔径、材料性能、操作条件等。
首先，膜孔径是影响超滤膜过滤截留率的重要因素之一。
超滤膜的孔径通常在0.001-0.1微米之间，孔径越小，对颗粒物质的截留效果越好。
其次，超滤膜的材料性能也会影响其过滤截留率。
不同材料的超滤膜具有不同的分子筛选性能，选择适合的材料可以提高超滤膜的过滤截留率。
此外，操作条件如温度、压力等也会对超滤膜的过滤截留率产生影响。
一般来说，较高的温度和压力可以提高超滤膜的过滤截留率。
除了上述因素外，超滤膜的截留率还受到被处理液体性质的影响。
不同液体中的颗粒物质大小、形状、浓度等都会对超滤膜的过滤截留率产生影响。
例如，颗粒物质浓度较高时，容易堵塞超滤膜孔道，从而降低过滤截留率。
此外，溶液中存在的胶体物质也会影响超滤膜的过滤截留率。
胶体物质在溶液中呈现胶状状态，容易附着在超滤膜表面，从而降低过滤截留率。
为了提高超滤膜的过滤截留率，可以采取以下措施。
首先，选择合适的超滤膜材料和孔径。
根据被处理液体的特性选择合适的超滤膜材料，并根据需要调整孔径大小。
其次，优化操作条件。
通过调整温度、压力等操作条件，提高超滤膜的过滤截留率。
此外，在使用过程中定期清洗和维护超滤膜，防止堵塞和污染，也可以提高其过滤截留率。
总之，超滤膜的过滤截留率是评估其性能的重要指标之一。
通过选择合适的材料和孔径，并优化操作条件，可以提高超滤膜的过滤截留率，从而更好地应用于水处理、食品加工、制药等领域。
中空纤维超滤膜分离实验的实验结果及误差分析
中空纤维超滤膜分离实验的实验结果及误差分析
中空纤维超滤膜分离实验的实验结果是根据不同的实验条件和参数来确定的，实验结果应与所设定的目标相比较。
误差分析是评估实验结果的准确性和可靠性的过程。
在中空纤维超滤膜分离实验中，常见的实验结果包括膜分离效果、透水通量、截留率等。
例如对某种污水进行处理，可以通过测量入水和出水的污染物浓度来评估膜的分离效果，通过测量单位时间内通过膜的水量来计算透水通量，通过对截留率的计算来了解膜的分离性能。
误差分析是对实验结果的误差来源进行识别和分析的过程。
误差分析常见的方法包括误差源识别、误差类型分类和误差大小评估。
常见的误差来源包括仪器误差、操作误差和环境误差等。
通过合理的实验设计和数据处理方法，可以减小误差的影响，并提高实验结果的准确性。
需要注意的是，具体的实验结果和误差分析需要根据实验所用的中空纤维超滤膜、实验条件和参数来确定，因此无法提供具体的结果和误差分析，请您自行进行实验和数据分析。
中空纤维超滤膜的纺丝及性能测试
中空纤维超滤膜的纺丝及性能测试一、实验目的1.了解相转化法制备中空纤维膜的工艺过程；2.掌握制备中空纤维超滤膜的基本原理及主要工艺参数；3.掌握中空纤维膜主要渗透性能的测试方法。
二、实验原理中空纤维膜的制备方法有：湿法纺丝、干-湿法纺丝、熔融纺丝和干法纺丝。
本实验采用干－湿法纺丝。
在干-湿法纺丝中，中空纤维膜的凝胶化过程，将从纤维内侧和外侧同时发生，纺丝工艺参数对于膜的性能有很大影响。
干－湿纺丝过程见图1。
首先将过滤后的由聚合物、溶剂和成孔剂组成的纺丝液用计量泵输送至插入管式喷丝头，从环行缝隙中挤出，同时将芯液注入喷丝头插入管，经过一段空气浴后，喷出的纤维浸入凝固浴，在凝固浴中环形铸膜液中的溶剂向凝固浴扩散，凝固浴中凝固剂向铸膜液细流扩散，皮层很快形成，随着双扩散的进一步进行细流内部的组成不断变化，当达到临界浓度时，中空纤维膜完全沉析出来，经过进一步的成形，最后将其卷绕在具有往复结构的绕丝机上，得到中空纤维膜。
主要的纺丝参数包括：泵供量、纺丝液温度、聚合物溶液的挤出速率、芯液流速、卷绕速度、空气间隙、及喷丝头规格等。
这些参数与成膜参数如聚合物溶液组成、凝固浴组成和温度等互相影响。
图2给出了三种喷丝头的横断面结构。
喷丝头的形式、规格对中空纤维膜的成形过程和中空纤维膜的结构、性能有很大影响。
图2 喷丝头断面结构示意图（a）插入管式；（b）插入柱式；（ｃ）异形喷丝板膜的性能通常包括物理化学性能和分离透过性能。
膜的物理化学性能主要包括承压性、耐温性、耐酸碱性、抗氧化性、耐生物与化学侵蚀性、机械强度、膜的厚度、含水量、毒性、生物相容性、亲水性和疏水性、孔隙率、电性能、膜的形态结构以及膜的平均孔径等。
膜的分离透过特性主要是指分离效率和渗透通量。
三、实验原料和设备1. 原料：聚砜或聚丙烯腈；聚乙二醇（2万相对分子质量）；二甲基乙酰胺；环氧树脂；三乙基四胺；丙三醇。
2. 计量泵规格为1.2 ml/r，喷丝头规格为插入管式，环形孔外径1.2mm，环形孔内径0.5mm。
关于超滤膜检测的方法
关于超滤膜检测的方法摘要：水体污染程度在随发展愈发加剧。
膜分离技术作为近十几年来新型的污水处理方法，超滤膜广泛运用于工业废水和工艺水的处理过程之中，在食品、冶金、医药等行业中有良好的净污分离作用。
因膜分离效果优越，占地面积小，在废水处理领域具有较好的应用前景。
本文在超滤膜的检测方面介绍了膜通量、分子截留率的检测方法，根据国家标准和行业标准为基础，在传统检测的方法上进行系统性的改进，通过自主设计的检测流程，实现了系统性检测，解决了传统人工分布测量、整理、计算的繁杂性。
关键词：超滤膜检测；采集元件；膜通量；分子截留率1概述1.1行业现状随着现代工业发展节奏加快，人民生活水平在不断提升，截至2020年生活污水排放量已经达到571.4亿立方米，同时随着我国污水处理量也表现为逐年增长趋势，每年排放增长率约22%，污水在进行预处理之后，为进一步提高排放水质通常会采用超滤膜进行三次处理，但对超滤膜检测仍然是处于检测手段较为基础的情况。
1.2超滤膜优势①超滤膜可以运用于污水处理、食品行业、冶金、医药制药等多个领域。
②超滤膜再次使用率高，具有分离效率高、净化浓缩效率高等特点。
③超滤膜使用中能耗低，生产周期短，使用整体运行费用低，大幅度降低生产成本，提高企业经济效益。
④占地面积少，操作与维护简便。
1.3行业背景在超滤膜质量检测，检测项目方面拥有国标标准，但在检测设备目前只有相关行业标准。
在十四五规划中出台相关政策、出台相关文件，鼓励智能制造行业的发展，超滤膜检测方法手段系统化发展成为大势所趋，行业标准中指出，为解决膜产品品质参差不齐、鱼龙混杂，处理后的水质不可以进利用的问题，加强了对超滤膜检测的相关标准，因此超滤膜检测系统化发展迫在眉睫。
1.4实验意义为更好地了解超滤膜在生产中或实验室研究中对单片膜，系统性了解质量好坏的方法。
生产中为了解决超滤膜在实际生产中因工艺的误差性或系统性误差，导致的超滤膜质量难以保持持续良品率的问题；实验中为了解决对于新型膜产品铸膜液配比的可行性，进而促进新型膜产品的研发。
检测条件对中空纤维超滤膜截留率的影响研究
检测条件对中空纤维超滤膜截留率的影响研究罗嫣;张晓慧;石超英【摘要】An experiment was conducted on the testing conditions for hollow fiber ultra-filtration membranes by taking hollow fiber ultra-filtration membranes made from PES as the object and bovine serum albumin andα-chymotrypsin as testing standard reference.Testing conditions for hollow fiber ultra-filtration membranes included temperature of the testing liquid, concentration of testing liquid and the flow velocity.The result showed that testing liquid with a lower concentration and a relatively fast flow velocity could better reflect the rejection of the membrane tested at normal temperature.%以PES中空纤维超滤膜为研究对象，以牛血清白蛋白和α－糜蛋白酶为测试标准物质，对影响中空纤维超滤膜截留率的检测条件—测试液温度、测试液浓度和膜面流速进行了实验研究。
结果表明：常温下，选择较低的测试液浓度和较高的膜面流速能更好的反映膜的截留率。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)014【总页数】3页(P123-124,133)【关键词】截留率;中空纤维超滤膜;测试液温度;测试液浓度;膜面流速【作者】罗嫣;张晓慧;石超英【作者单位】国家海洋标准计量中心，天津 300112;国家海洋标准计量中心，天津 300112;国家海洋标准计量中心，天津 300112【正文语种】中文【中图分类】O65中空纤维超滤膜截留率检测方法在HY/T 050－1999《中空纤维超滤膜测试方法》［1］中有相关规定，但在检测控制条件上，只对测试压力、测试液浓度及运行时间做出规定，其他如测试液温度和膜面流速等影响测定结果的检测条件未进行规定，使得测定结果重复性差且不确定度较大。
中空纤维超滤膜标准要点评述
中空纤维超滤膜标准要点评述
今年膜行业的国家抽检已经完成，在超滤膜组件中就有五家的产品不合格，包括上海一鸣、浙江开创、浙江净源、厦门鲲扬、山东恒沣。
超滤膜组件产品的检测包括产品的完整性、纯水通量、截留分子量、截留率、渗漏检验等项目。
那么，在检测这些指标中，检测标准是否有什么问题呢下面让我们直接看评述。
评述：
超滤膜的截留性能包括截留分子质量和截留率两项指标，是超滤膜最重要的分离性能指标。
截留率是指超滤膜截留特定溶质占溶液总特定溶质的比率，截留分子质量是指膜对某种特定溶质截留率达到90%以上时的最小分子质量。
它们是反映膜孔径大小和分布的替代参数，决定了超滤膜的分离性能。
我国超滤膜的3 项标准中，关于截留性能的测试，都采用标准HY/T050- 1999 的方法。
在该标准中，规定用于超滤膜截留性能的测量的基准物质为以下几种：聚乙二醇;细胞色素C;卵清蛋白;牛血清蛋白。
尽管目前已经有较多的基准物质应用于超滤膜截留性能的测试，但是这些化合物并不完全具备超滤膜截留性能检测用基准物质的特性，不能很好地满足准确测定超滤膜截留性能的要求。
主要存在如下问题：
①单一化合物分子质量分布不集中，凝胶色谱测试测得重均/数均分子质量比值>1.1，不适合用作基准物质;
②聚乙二醇、聚环氧乙烷及葡聚糖等化合物虽然具备纯度高、性质稳定、分子质量分布窄等优点，但是这类化合物的分子构型为线型且浓度随环境变化而变化，不能确切地表征超滤膜的截留性能，测出的截留率不可靠。
超滤膜测试方法
超滤膜测试方法超滤膜是一种常用的分离技术，在水处理、食品加工、医药制造等领域有着广泛的应用。
为了确保超滤膜的性能和质量，需要进行一系列的测试。
本文将介绍超滤膜测试的方法和步骤。
一、纯水通量测试纯水通量是评价超滤膜性能的重要指标之一。
其测试方法如下：1. 准备一台超滤膜测试装置，包括超滤膜模块、膜壳、进出水管道等。
确保装置干净、无杂质。
2. 将待测试的超滤膜模块安装到膜壳中。
3. 打开进水阀门，使纯水缓慢流入膜壳中，直至装置内部充满纯水。
4. 打开出水阀门，调整出水阀门的开度，使出水流量稳定在一定范围内。
5. 通过计时器记录单位时间内出水的体积。
6. 根据记录的时间和体积数据，计算出单位时间内的纯水通量。
二、截留率测试超滤膜的截留率是评价其分离能力的指标之一。
其测试方法如下：1. 准备一台超滤膜测试装置，包括超滤膜模块、膜壳、进出水管道等。
确保装置干净、无杂质。
2. 将待测试的超滤膜模块安装到膜壳中。
3. 准备一种含有特定颗粒物或溶质的溶液，将其缓慢注入膜壳中。
4. 打开进水阀门，使溶液缓慢流入膜壳中，直至装置内部充满溶液。
5. 打开出水阀门，调整出水阀门的开度，使出水流量稳定在一定范围内。
6. 通过取样分析，测定进水和出水中溶质的浓度。
7. 根据浓度数据，计算出超滤膜的截留率。
三、抗污染性测试超滤膜在实际应用中容易受到污染物的影响，因此抗污染性是评价其性能的重要指标之一。
其测试方法如下：1. 准备一台超滤膜测试装置，包括超滤膜模块、膜壳、进出水管道等。
确保装置干净、无杂质。
2. 将待测试的超滤膜模块安装到膜壳中。
3. 准备一种含有特定污染物的溶液，将其缓慢注入膜壳中。
4. 打开进水阀门，使溶液缓慢流入膜壳中，直至装置内部充满溶液。
5. 打开出水阀门，调整出水阀门的开度，使出水流量稳定在一定范围内。
6. 通过取样分析，测定进水和出水中污染物的浓度。
7. 根据浓度数据，评估超滤膜的抗污染性能。
四、膜污染物清洗测试超滤膜在使用一段时间后，会受到污染物的堆积，从而影响其性能。
中空纤维超滤膜测试方法
中空纤维超滤膜测试方法首先，需要准备以下实验设备和试剂：中空纤维超滤膜、实验室超滤设备、透析袋、天平、滤液采样瓶、移液器、蒸馏水、溶液样品等。
步骤一：准备中空纤维超滤膜1.将中空纤维超滤膜从包装袋中取出，注意避免损坏膜片。
2.用蒸馏水冲洗膜片表面，清除表面可能存在的污染和杂质。
3.将膜片安装到实验室超滤设备中。
步骤二：设置实验条件1.根据实验要求，确定超滤设备的操作参数，例如操作压力、操作温度、搅拌速度等。
2.根据膜的特性，选择适当的操作参数。
例如，如果需要对溶剂进行浓缩处理，通常会选择较高的操作压力和较低的操作温度。
步骤三：样品处理1.准备待测试的溶液样品，可以是模拟溶液或真实样品。
确保样品的浓度和pH值处于合适的范围。
2.根据实验要求，将样品加入到超滤设备中。
3.启动超滤设备，开始超滤过程。
步骤四：采样与分析1.在超滤过程中，定时采样超滤液，可以采用滤液采样瓶或移液器进行采样。
确保采样的时点和采样量符合实验要求。
2.对采样液进行分析，可以使用适当的分析仪器或化学试剂进行分析。
例如，可以使用紫外吸收光谱仪、高效液相色谱仪等进行分析。
步骤五：数据处理与结果分析1.根据实验数据，计算出超滤膜的分离效果。
可以通过计算溶质的截留率、透过率等参数来评估膜的分离性能。
2.对实验结果进行分析，根据需要进行数据处理和统计。
总结：中空纤维超滤膜的测试方法主要包括准备膜片、设置实验条件、样品处理、采样与分析以及数据处理与结果分析。
通过该测试方法，可以评估中空纤维超滤膜的分离效果，为膜的应用和改进提供参考。
注意，在实际操作中应根据实验要求和具体的膜材料特性进行相应的调整和优化。
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超滤膜截留率的检测
1.主要试剂和材料：
蒸馏水或同等纯度的水
牛血清白蛋白（分子量67000）
2.主要仪器设备：
紫外分光光度计、真空干燥箱、分析天平
1000ml容量瓶1个、10ml容量瓶5个、吸管、1000ml、2000ml烧杯各1个3.标准溶液的配置：
牛血清白蛋白在温度105℃下真空干燥至恒重，精确称取牛血清白蛋白
1.000g溶于1000ml容量瓶中，分别吸取牛血清白蛋白溶液0.2、0.4、0.6、
0.8、1.0ml于10ml容量瓶中加蒸馏水稀释至刻度，配置成浓度为20、40、60、
80、100mg/l的牛血清白蛋白标准溶液。
4.标准曲线的制作：
蛋白质对280nm的紫外线有最大吸收，蛋白质溶液280nm吸收值与其浓度成正比。
将标准溶液于波长280nm下，用1cm比色皿，在紫外分光光度计上测定光密度，蒸馏水为空白。
以蛋白质浓度为横坐标，光密度为纵坐标制图，制出标准曲线。
（T是%，A=lg1/T）
5.样品的测试：
将蛋白质配置成浓度为1000mg/l的蛋白质溶液，作为超滤膜性能评价的溶液使用。
6.超滤膜的评价：
配置好的样品溶液，在0.1MPa、常温条件下，通过超滤膜运转，20min后收取超滤液，原液与超滤液分别在280nm紫外光区测定光密度，从标准曲线上查得相应的浓度。
7.截留率的计算：
截留率=（1- C1/C2）×100%，其中，C1为超滤液浓度，C2为原液浓度。
8.测试结果：
每个试样同时取2个样品进行平行测试，以其测试值的算术平均值作为测试结果。