[精品]膜材料的简介制备

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1、分离膜材料和膜制备技术的研究进展摘要:膜分离技术是当代新型高效的分离技术，也是二十一世纪最有发展前途的高新技术z一，目前在膜分离过程中，对膜的研究主要集中在膜材料、膜的制备及膜过程的强化等三大领域；随着膜过程的开发应用，人们越来越认识到研究膜材料及其膜技术的重耍性。关键词：分离膜制备发展1.膜分离技术的发展简史膜在自然中,特别是在生物体内是广泛而永恒存在的。可人类对它的认识、利用、模拟以至人工合成的过程却是及其漫长而曲折的。人们对膜进行科学的研究则是近几十年來的事。是在1748年,诺來特(Nollet)就注意到水□发通过猪膀胱而扩散到酒精中。在1864年，特劳贝(Traube)才

2、成功制成人类历史上第一片人造膜一亚铁氧化酮膜。但直到I960年洛布(Loeb)和索利拉金(Souriraja)研究出具有商业价值的醋酸纤维素非对称(L-S)膜,确定了L-S制膜工业，才开创了膜技术的新纪元。随后的20年是“膜技术的黄金时代”。以石油危机和人类环境意识增强为契机。伴随相关学科的发展，国内外学者对高分了膜的形成、膜结构、物性、性能、过程及应用等开展研究，取得了很大的进展，为以后膜科学的发展、膜技术的产业化奠定了基础与传统的分离操作相比，膜分离具有以下特点：(1)膜分离是一个高效分离过程，可以实现高纯度的分离；(2)大多数膜分离过程不发生相变化，因此能耗较低；(3)膜分

3、离通常在常温下进行，特别适合处理热敏性物料；(4)膜分离设备本身没有运动的部件，可靠性高，操作、维护都十分方便。2.分离膜分类按膜的材料分类，可分为有机膜、无机膜、液膜；按膜的结构分类，可分为对称膜和不对称膜；按作用机理分类，可分为多孔膜和致密膜；按应用范围分类，可分为微滤膜(MF膜)、超过滤膜(UF膜)、反渗透膜(R0膜)、气体分离膜(GS膜)、离子交换膜等。[2]2.1无机膜材料无机膜材料通常具有非常好的化学和热稳定性,但无机材料用于制膜还很有限，目前无机膜的应用大都局限丁•微滤和超滤领域⑶。无机膜材料主要冇两大类,一是无机致密膜，二是微孔膜⑷。无机致密膜主耍有致密金屈材料和

4、氧化物电解质材料；致密金屈材料的分离作用是通过溶解一扩散或者离子传递机理而进行的，所以致密膜金属材料具有较好的选择性，主要用于气体的分离⑸。对于致密固体氧化物电解质，这类材料对氧具有很高的选择性，但其通量较低使其应用受到限制。最近发展了的钙钛型超导材料对氧有较高的渗透通量，它在无机膜反应器屮应冇很好的应用前景。此外，以钢为支撑体，分子筛为表皮的组合膜已经实现了商业化。由于分了筛具有与分了大小相当且均匀一致的孔径，离了交换性能、高温热稳定性良好的择形性能和易被改性等特点，在石油化工中得到广泛应用，它是理想的无机致密分离膜和无机催化膜材料。微孔材料主要有多孔金属、多孔陶瓷、多孔玻璃和

5、活性炭等，与致密无机膜相比，多孔无机膜的应用范围更大。最近又开发研究了一种新的无机材料，即沸石膜，它具有非常小的孔，可用于气体分离与渗透汽化。⑹近年随着膜分离技术及具应用技术的发展，对膜提出了越來越高的要求，因此其研究除结合膜反应、超滤、微滤屮各种应用要求进行研发外，还应对有机—无机材料的复合膜、耐强酸碱膜材料、支撑体材料以及高选择性、高通量的致密无机膜材料及其材料的结构与性能Z间的关系进行深入的研究。2.2有机膜材料廿前市场销售的分离膜主要以高分子膜为主，它几乎涵盖了所有的膜过程,得到了广泛应用，概括起来它们主要有以下几类。2.2.1纤维素类纤维素类是资源丰富的天然高分子化合物

6、，主要来源于植物细胞材料，由于纤维素及其衍生物是线型棍状且不易弯曲的大分了，且其亲水性好，膜的污染程度较小，因而是最早的反渗透和超滤膜材料，它可以制备从反渗透至微滤孔径范围较宽的膜，具有较高的通量。但它的结晶度较高，难于加工，抗氧化能力差，易水解，在运行过程中有压实现彖发生，抗主物侵蚀的能力乂较弱，因此需耍进行一系列改性，通过改性可以获得诸如醋酸纤维素类、醋酸丙纤维素类、再生纤维素类等性能较好的膜。对纤维素类聚合物重复单元结构和粘度性质进行了仔细研究，发现在纤维索类中引进一个或几个脂基，可改变纤维索类亲水性和官能基团数口，由此带来了纤维素类粘度的变化叫因此为了扩大纤维素类膜的应用

7、，在其改性方面需进行进一步研究，以获得高性能的纤维素类膜。2.2.2聚酰胺类聚酰胺类是含聚酰胺链段的一COH—的一系列聚合物，它是一簇很大的聚合物，曲于其具有耐高温、耐酸碱、耐冇机溶剂，11其亲水性较好，具冇高的水通量和较低的截流分子量，口前已用于超滤、蒸汽渗透、反渗透，气体分离、LB膜（亲油及亲水基I才I分别有序排列的双层选择膜）等。对液体分离膜所用聚酰胺类材料进行过仔细研究，得到了莫结构类型与分离性能的关系。但由于聚酰胺类膜对蛋口质溶质有强烈的吸附作用，易被蛋白质污染，因此