1.按膜結(jié)構(gòu)分類
液膜:按制膜材料形態(tài)來分類的一種,即以液態(tài)物質(zhì)為分離介質(zhì)形成的膜,亦叫液相膜或液膜。這種膜可以把兩種氣相,氣液兩相或兩相不互溶的液體進(jìn)行分隔和促進(jìn)分離,如乳化液膜和支撐液膜。
固膜:按制膜材料形態(tài)來分類的一種以固態(tài)物質(zhì)為分離介質(zhì)制成的膜,亦叫固相膜或固體膜。
對稱膜:一般指膜的各部分具有相同的特性,其孔結(jié)構(gòu)不隨深度而變化的膜。膜的厚度范圍為10~200um。
非對稱膜:由同種材料制成的,一層為致密分離層,其厚度通常為0.1~0.5um另一層或多層(如無機(jī)膜)為支撐層(其厚度為5~10um)。
2.按化學(xué)組成分類
不同的膜材料具有不同的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能和親和性能,對于不同的分離體系,利用不同材料制備的分離膜可以取得較好的效果。
有機(jī)膜:以有機(jī)高分子聚合物為材料制成的具有分離功能的滲透膜。這類膜的優(yōu)點(diǎn)是容易加工成型,成本低。其缺點(diǎn)是在高溫,高壓和有強(qiáng)吸附組分下,性能不穩(wěn)定。
無機(jī)膜:以無機(jī)材料為分離介質(zhì)制成的具有分離功能的滲透膜,如金屬膜、合金膜、陶瓷膜、高分子金屬配合物膜、分子篩復(fù)合膜、沸石膜和玻璃膜等,它具有化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫、孔徑分布窄和分離效率高等特點(diǎn),可用于氣體分離等。
纖維素類是應(yīng)用最早,也是應(yīng)用最多的膜材,它主要用于滲透膜、納濾膜、超濾膜、微濾膜、透析膜中,在氣體分離膜和滲透蒸發(fā)中也有應(yīng)用。由于在較高溫度、酸性和堿性條件下纖維素膜易水解,此外易被許多微生物分解,所以纖維素膜的耐久性較差。
金屬膜:以金屬材料,如鈀、銀為介質(zhì)制成的具有分離功能的滲透膜。可利用其對氫的溶解機(jī)理制備超純氫和進(jìn)行加氫或脫氫膜反應(yīng)。
3.按分離機(jī)理分類:
根據(jù)分離機(jī)理,膜大致分為多孔膜、無孔膜和載體膜,多孔膜在處理溶液時(shí)根據(jù)顆粒大小進(jìn)行分離,主要用于超濾和微濾;無孔膜利用分離體系中各組分溶解度或擴(kuò)散系數(shù)的差異進(jìn)行分離,主要用于氣體分離、透析、蒸汽滲透等過程;載體膜是通過載體分子對某組分高度專一的親和性來實(shí)現(xiàn)不同組分的分離。
4.按幾何形狀分類
無論在實(shí)驗(yàn)室還是在工業(yè)生產(chǎn)中,膜都被制成一定形式的組件作為膜分離裝置的分離單元。在工業(yè)上應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)商品化的膜組件主要有平板型、圓管型、螺旋卷型和中空纖維膜,相應(yīng)的膜幾何形狀為平板式、管式、毛細(xì)管式和中空纖維式。后三種皆為管狀膜,他們的差別主要是直徑不同:直徑〉10mm的為管式膜;直徑在0.5—10mm之間的毛細(xì)管式膜;直徑〈0.5mm的為中空纖維膜。
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