新型功能材料2

1、第三单元第三单元 新型功能材料新型功能材料 3.5 光导纤维3.5.1 光导纤维及光导原理光导纤维及光导原理 光导纤维是一种由折射率较大的纤芯和折光导纤维是一种由折射率较大的纤芯和折射率较小的包层构成的可以自由弯曲的导光射率较小的包层构成的可以自由弯曲的导光材料。材料。 光纤的作用是将始端的入射光线传输到终光纤的作用是将始端的入射光线传输到终端，利用光来传输信息和图像。端，利用光来传输信息和图像。1871年，英国物理学家丁达尔作的演讲实验1) 光导纤维的特性光导纤维的特性 传输损耗小传输损耗小 引起损耗的主要原因是光的吸收与散射引起损耗的主要原因是光的吸收与散射 传输频带宽传输频带宽 机械性能

2、好机械性能好 光纤极细且很长，要求它具有很高的强度和光纤极细且很长，要求它具有很高的强度和抗疲劳能力抗疲劳能力2)分类 一类是芯皮型结构光导纤维。中央有一根芯，直径只有几十微米，芯的四周是一圈包覆层。芯是用折射率高的透明玻璃材料做成的，包覆层则是用折射率低的玻璃或塑料做成的。 另一类光导纤维叫目聚焦纤维，这类光导纤维好像是由许多微型透镜组成的，能迫使入射光线逐渐自动地向纤维的中心轴方向靠拢，进行聚焦，由此保证入射光线不会从纤维材料中漏出去。 b光纤横截面结构示意图光纤横截面结构示意图n1n2 光导纤维 光纤传输像光在光导纤维中的传播光在光导纤维中的传播 在光纤中，光的传送利用光的全反射原在光纤

3、中，光的传送利用光的全反射原理，理， 当入射进光纤芯子中的光与光纤轴线的当入射进光纤芯子中的光与光纤轴线的交角小于一定值时，光线在界面上发生全反射。交角小于一定值时，光线在界面上发生全反射。这时，光将在光纤的芯子中沿锯齿状路径曲折这时，光将在光纤的芯子中沿锯齿状路径曲折前进，但不会穿出包层，完全避免了光在传输前进，但不会穿出包层，完全避免了光在传输过程中的过程中的 折射损耗。折射损耗。 22001cossincladcoreicoreextnnnNAnnNA0222sin2nnNAnnnnnncoreextcorecladcorecorecladcorecorencladncladnextin

4、ii10nRay Picture of Optical Fibers (N.A)（2）聚合物光纤）聚合物光纤 3.5.2 光纤材料光纤材料 （1）石英玻璃光纤）石英玻璃光纤 （3）非氧化物光纤）非氧化物光纤 （4）晶体光纤）晶体光纤 石英光纤母体材料的制备方法示意图石英光纤母体材料的制备方法示意图 42223225224326SiClOSiOClPOClOPOCl化学气相沉积法制石英光纤化学气相沉积法制石英光纤2000左右左右 加热熔化预型件加热熔化预型件拉丝过程最重要的是拉丝过程最重要的是 控制纤维直径的恒定。控制纤维直径的恒定。 为此必须严格稳定为此必须严格稳定 炉温和控制气氛的变化。炉温

5、和控制气氛的变化。拉丝装置拉丝装置3.5.3 光导纤维的应用光导纤维的应用 上图为6芯光缆上图为现代通信用的光缆，是光导纤维制作的左图为48芯光缆的横断面 工业内窥镜工业内窥镜 光学纤维变换器光学纤维变换器 医学纤维镜医学纤维镜 电耦合器件连接器电耦合器件连接器 交通信号指示灯交通信号指示灯 光学纤维板光学纤维板 传感和传能光纤传感和传能光纤用光导纤维制作的内窥镜，可以观察人体的内脏 3.6 液晶材料NOH3CNO CH3O4,4-二甲氧基氧化偶氮苯二甲氧基氧化偶氮苯 熔点熔点116，形成浑浊液体；，形成浑浊液体；134时突变为透明液体时突变为透明液体液晶物质的相态变化液晶物质的相态变化液晶液

6、晶Liquid Crystal液晶小分子液晶小分子液晶高分子液晶高分子高分子量分子取向特特 性性高强度、高模量高强度、高模量航天，航空航天，航空 膨胀系数小膨胀系数小光导纤维被覆光导纤维被覆 微波吸收系数小，耐热性好微波吸收系数小，耐热性好微波炉具微波炉具 铁电性铁电性显示器件显示器件 高流动高流动3.6.1 液晶的化学结构液晶的化学结构液晶基元：高分子液晶中具有一定长径比的结构单元。液晶基元：高分子液晶中具有一定长径比的结构单元。液晶液晶基元基元棒状棒状(或条状或条状) 长径比大于长径比大于4双亲性分子双亲性分子盘状盘状 轴比小于轴比小于1/4 NHNHCCOO热致型：依靠升高温度，在某一温

7、度范围内形成热致型：依靠升高温度，在某一温度范围内形成 溶致型：依靠溶剂溶解，在一定的浓度范围内形成溶致型：依靠溶剂溶解，在一定的浓度范围内形成早期的液晶大多是刚性棒状早期的液晶大多是刚性棒状的分子的分子 中心桥键的结构与液晶性能中心桥键的结构与液晶性能密切相关密切相关 苯六正烷基羧酸酯 无中心桥键，对光、电具无中心桥键，对光、电具有很高的稳定性，粘度特有很高的稳定性，粘度特别低别低 聚对苯二甲酰对苯二胺 高分子液晶高分子液晶OOOOOOROROROROROROMXYnmM: 中心桥键n, m=1, 2, .C NO HNHCOn3.6.2 分类近晶型：分子排列方向一致，成层状。分子层之间近晶

8、型：分子排列方向一致，成层状。分子层之间 可以相对滑动，分子在本层内可以活动。各方向上可以相对滑动，分子在本层内可以活动。各方向上 粘度都很大。粘度都很大。 向列型：分子轴平行排列，棒状分子很容易沿流动向列型：分子轴平行排列，棒状分子很容易沿流动 方向取向而具有很好的流动性。方向取向而具有很好的流动性。 胆甾型：分子平行排列成层状，各层的分子轴向依胆甾型：分子平行排列成层状，各层的分子轴向依次规则地转过一定的角度，形成螺旋结构。次规则地转过一定的角度，形成螺旋结构。根据液晶分子的排列形式与有序性根据液晶分子的排列形式与有序性近晶型近晶型 向列型向列型 胆甾型胆甾型6.3 应用目前广泛普及的LC

9、D的一种就是基于这种方式，在白的背景下可以显示黑，在黑的背景下可以显示白。液晶显示器 液晶显示器的构造液晶显示器的构造 图为用于仪表数字显示的反射式TN型LCD的端面结构。 反射式TN型LCD的端面结构玻璃基板透明电极外周封接剂分子取向层偏振片偏振片分子取向层液晶透明电极 玻璃基板 反射板液晶显示器的驱动液晶显示器的驱动 液晶显示器驱动用电极结构及其用途： 1、，主要用于数字显示、模拟图形显示； 2、，用于符号显示、图案显示； 3、，字符显示、图形显示、电视画面 显示。 液晶显示器液晶显示器垂直线性偏光垂直线性偏光器器 玻璃薄片玻璃薄片 透明透明X电极电极 校准层校准层 液态晶体流液态晶体流

10、校准层校准层 透明透明Y电极电极 玻璃薄片玻璃薄片 水平线性偏光水平线性偏光器器DSTN（dual-scan twisted nematic，双扫描交错液晶显示）双扫描交错液晶显示） ， 被动矩阵（无源矩阵）被动矩阵（无源矩阵） TFT（thin film transistor，薄膜晶体，薄膜晶体管显示），管显示）， 积极矩阵（有源矩阵）积极矩阵（有源矩阵）红、绿、蓝三色液晶混合，形成一个象素。红、绿、蓝三色液晶混合，形成一个象素。 控制红、控制红、绿、蓝三个色点的电压，让不同浓度的三色混合，就绿、蓝三个色点的电压，让不同浓度的三色混合，就形成所需的各种颜色。形成所需的各种颜色。 整个整个TF

11、T显示器的屏幂就是显示器的屏幂就是由一格格的像素点构成，每一个点都有一个晶体管控由一格格的像素点构成，每一个点都有一个晶体管控制。制。 3.7 分离膜 分离膜：一种能有效选择分离提取所需物质的高功能膜。 高的透过速率，高的分离系数，节能，环保。 广泛用于饮食、医药卫生、生物技术、化工冶金、空气分离、环境等领域。3.7.1 膜分离技术的发展简史膜分离技术的发展简史 其发展的历史大致为：30年代微孔过滤；40年代透析；50年代电渗析；60年代反渗透；70年代超滤和液膜；80年代气体分离；90年代渗透汽化。此外以膜为基础的其它新型分离过程，以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程(Integrated

12、 Membrane Process)也日益得到重视和发展。1950年W.Juda试制出选择透过性能的离子交换膜，奠定了电渗析的实用化基础。1960年洛布 (Loeb)和索里拉简 (Souriringan)首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，这在膜分离技术发展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。3.7.2 膜的分类 按孔径大小分：致密膜、多孔膜、纤维质膜。 致密膜：聚合物填充成分子状，孔径0-1.5nm，适合于反渗透、渗析、电渗析等操作。 多孔膜：孔径5nm-1微米，孔大小既是胶体粒子的大小。适合超过滤、膜过滤等操作。 纤维质膜：孔径2微米以上，相当于纸的二次

13、结构，用于大分散质的过滤操作。按结构分类1. 对称膜： 结构与方向无关的膜，孔径不规则或一定。2. 非对称膜： 分离层（活性膜）和多孔支持膜， 活性膜要朝向待浓缩的原液层， 两层膜是同一种材料。3 复合膜： 活性膜层沉积于具有微孔的底膜（支撑层）表面上， 表层与底层是不同的材料， 膜的性能与活性膜和底层膜都有关系 4. 荷电膜（离子交换膜）： 含有溶胀胶载着固定的正电荷或负电荷。 阴离子交换膜：带正电荷 阳离子交换膜：带负电荷 5. 微孔膜（0.0520m） 6. 动态膜： 在多孔介质上沉积一层颗粒物作为有选择作用的膜， 沉积层与溶液处于动态平衡， 可在高温下应用，膜更新容易，不稳定。典型的非

14、对称膜结构3.7.3 膜的分离原理1 渗透（osmosis）和透（渗）析（dialysis） 渗透是一个扩散过程，在膜两边渗透压差的作用下溶剂产生流动。 透析是利用多孔膜两侧溶液的浓度差使溶质利用多孔膜两侧溶液的浓度差使溶质从浓度高的一侧通过膜孔扩散到浓度低的一侧从浓度高的一侧通过膜孔扩散到浓度低的一侧从而得到分离的过程。从而得到分离的过程。 2. 反渗透（reverse osmosis） 在膜的两边造成一个压力差，并使其大于 渗透压，就会发生溶剂倒流，使浓度较高的溶液进一步浓缩。 3. 超滤（ultrafiltration） 应用孔径为应用孔径为10到到200 的超过滤膜来过滤含的超过滤膜来

15、过滤含有大分子或微细粒子的溶液，使大分子或微细有大分子或微细粒子的溶液，使大分子或微细粒子从溶液中分离。粒子从溶液中分离。4. 微过滤（microfiltration） 利用孔径大于利用孔径大于0.02m直到直到l0m的多孔膜来过滤。的多孔膜来过滤。应用领域极其广阔，目前的销售额在各类膜中应用领域极其广阔，目前的销售额在各类膜中占据首位。占据首位。 5. 电渗析（electrodialysis） 在电场中交替装配的阴离子和阳离子交换膜，在电场中形成一个个隔室， 使溶液中的离子有选择地分离或富集。目目前主要用于水溶液中除去电解质前主要用于水溶液中除去电解质(如盐水如盐水的淡化等的淡化等) 6.

16、气体透过（gas permeation） 气体膜分离是利用气体组分在膜内溶解气体膜分离是利用气体组分在膜内溶解和扩散性能的不同，即渗透速率的不同和扩散性能的不同，即渗透速率的不同来实现分离的技术，具有很大的发展前来实现分离的技术，具有很大的发展前景。景。几种主要分离膜的分离过程几种主要分离膜的分离过程膜过程膜过程推动力推动力传递机理传递机理透过物透过物截留物截留物膜类型膜类型微滤微滤压力差压力差颗粒大小形状颗粒大小形状水、溶剂溶解物水、溶剂溶解物悬浮物颗粒悬浮物颗粒纤维多孔膜纤维多孔膜超滤超滤压力差压力差分子特性大小形状分子特性大小形状水、溶剂小分子水、溶剂小分子胶体和超过胶体和超过截留分子量

17、截留分子量的分子的分子非对称性膜非对称性膜纳滤纳滤压力差压力差离子大小及电荷离子大小及电荷水、一价离子、水、一价离子、多价离子多价离子有机物有机物复合膜复合膜反渗透反渗透压力差压力差溶剂的扩散传递溶剂的扩散传递水、溶剂水、溶剂溶质、盐溶质、盐非对称性膜复非对称性膜复合膜合膜膜过程膜过程推动力推动力传递机理传递机理透过物透过物截留物截留物膜类型膜类型渗析渗析浓度差浓度差溶质的扩散传递溶质的扩散传递低分子量物、离子低分子量物、离子溶剂溶剂非对称性膜非对称性膜电渗析电渗析电位差电位差电解质离子的电解质离子的选择传递选择传递电解质离子电解质离子非电解质，非电解质，大分子物质大分子物质离子交换膜离子交换

18、膜气体分离气体分离压力差压力差气体和蒸汽的气体和蒸汽的扩散渗透扩散渗透气体或蒸汽气体或蒸汽难渗透性气难渗透性气体或蒸汽体或蒸汽均相膜、复合均相膜、复合膜，非对称膜膜，非对称膜渗透蒸发渗透蒸发压力差压力差选择传递选择传递易渗溶质或溶剂易渗溶质或溶剂难渗透性溶难渗透性溶质或溶剂质或溶剂均相膜、复合均相膜、复合膜，非对称膜膜，非对称膜液膜分离液膜分离浓度差浓度差反应促进和反应促进和扩散传递扩散传递杂质杂质溶剂溶剂乳状液膜、支乳状液膜、支撑液膜撑液膜续上表续上表3.7.4 膜材料及膜的制备膜材料及膜的制备1 膜材料膜材料 用作分离膜的材料包括广泛的天然的和人工合用作分离膜的材料包括广泛的天然的和人工合

19、成的有机高分子材料和无机材料。成的有机高分子材料和无机材料。 原则上讲，凡能成膜的高分子材料和无机材料原则上讲，凡能成膜的高分子材料和无机材料均可用于制备分离膜。但实际上，真正成为工业化均可用于制备分离膜。但实际上，真正成为工业化膜的膜材料并不多。这主要决定于膜的一些特定要膜的膜材料并不多。这主要决定于膜的一些特定要求，如分离效率、分离速度等。此外，也取决于膜求，如分离效率、分离速度等。此外，也取决于膜的制备技术。的制备技术。 目前，实用的有机高分子膜材料有：纤维素酯目前，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，类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。从品种来说，

20、已有成百种以上的膜被制备出来，其中约已有成百种以上的膜被制备出来，其中约40多种已多种已被用于工业和实验室中。以日本为例，纤维素酯类被用于工业和实验室中。以日本为例，纤维素酯类膜占膜占53，聚砜膜占，聚砜膜占33.3，聚酰胺膜占，聚酰胺膜占11.7，其，其他材料的膜占他材料的膜占2，可见纤维素酯类材料在膜材料中，可见纤维素酯类材料在膜材料中占主要地位。占主要地位。1） 纤维素酯类膜材料纤维素酯类膜材料 纤维素是由几千个椅式构型的葡萄糖基通过纤维素是由几千个椅式构型的葡萄糖基通过1, 4甙甙(dai)链连接起来的天然线性高分子化合物，链连接起来的天然线性高分子化合物，其结构式为：其结构式为：OH

21、OHOHHOH HOHHCH2OHHHOH HOHHOCH2OHOOHOHOHHOH HOHHCH2OHHHHOH HOHHOCH2OHHn_22 从结构上看，每个葡萄糖单元上有三个羟基。从结构上看，每个葡萄糖单元上有三个羟基。在催化剂（如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能在催化剂（如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能与冰醋酸、醋酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维与冰醋酸、醋酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维素或三醋酸纤维素。素或三醋酸纤维素。 C6H7O2 + (CH3CO)2O C6H7O2(OCOCH3)2 + H2O C6H7O2 + 3(CH3CO)2O C6H7O2(OCOCH3)3 +

22、2 CH2COOH 醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。 醋酸纤维素性能稳定，但在高温和酸、碱存在醋酸纤维素性能稳定，但在高温和酸、碱存在下易发生水解。为了改进其性能，进一步提高分离下易发生水解。为了改进其性能，进一步提高分离效率和透过速率，可采用各种不同取代度的醋酸纤效率和透过速率，可采用各种不同取代度的醋酸纤维素的混合物来制膜，也可采用醋酸纤维素与硝酸维素的混合物来制膜，也可采用醋酸纤维素与硝酸纤维素的混合物来制膜。此外，醋酸丙酸纤维素、纤维素的混合物来制膜。此外，醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素也是很好的膜材料。醋酸丁酸纤维素也是很好的膜材料。 纤维素醋

23、类材料易受微生物侵蚀，纤维素醋类材料易受微生物侵蚀，pH值适应范值适应范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。因围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。因此发展了非纤维素酯类（合成高分子类）膜。此发展了非纤维素酯类（合成高分子类）膜。2） 非纤维素酯类膜材料非纤维素酯类膜材料（1）非纤维素酯类膜材料的基本特性）非纤维素酯类膜材料的基本特性 分子链中含有亲水性的极性基团；分子链中含有亲水性的极性基团； 主链上应有苯环、杂环等刚性基团，使之有主链上应有苯环、杂环等刚性基团，使之有高的抗压密性和耐热性；高的抗压密性和耐热性； 化学稳定性好；化学稳定性好； 具有可溶性；具有可溶性； 常用于制备分

24、离膜的合成高分子材料有聚砜、常用于制备分离膜的合成高分子材料有聚砜、聚酰胺、芳香杂环聚合物和离子聚合物等。聚酰胺、芳香杂环聚合物和离子聚合物等。（2）主要的非纤维素酯类膜材料）主要的非纤维素酯类膜材料 （i）聚砜类）聚砜类 聚砜结构中的特征基团为聚砜结构中的特征基团为 ，为了引入亲水基，为了引入亲水基团，常将粉状聚砜悬浮于有机溶剂中，用氯磺酸进行团，常将粉状聚砜悬浮于有机溶剂中，用氯磺酸进行磺化。磺化。 聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：二甲基甲酰胺、聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、N甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等。甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等。SOO 聚砜类树脂具有

25、良好的化学、热学和水解稳定聚砜类树脂具有良好的化学、热学和水解稳定性，强度也很高，性，强度也很高，pH值适应范围为值适应范围为113，最高使，最高使用温度达用温度达120，抗氧化性和抗氯性都十分优良。因，抗氧化性和抗氯性都十分优良。因此已成为重要的膜材料之一。这类树脂中，目前的此已成为重要的膜材料之一。这类树脂中，目前的代表品种有：代表品种有：OCCH3CH3OS聚 砜聚 芳 砜聚 醚 砜聚苯醚砜OOnOnSOOSOOOnSOOOnSOOO （ii）聚酰胺类）聚酰胺类 早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺，如尼龙早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺，如尼龙4、尼龙、尼龙66等制成的中空纤维膜。这类产品对盐

26、水等制成的中空纤维膜。这类产品对盐水的分离率在的分离率在8090之间，但透水率很低，仅之间，但透水率很低，仅0.076 ml/cm2h。以后发展了芳香族聚酰胺，用它们。以后发展了芳香族聚酰胺，用它们制成的分离膜，制成的分离膜，pH适用范围为适用范围为311，分离率可达，分离率可达99.5（对盐水），透水速率为（对盐水），透水速率为0.6 ml/cm2h。长期。长期使用稳定性好。由于酰胺基团易与氯反应，故这种使用稳定性好。由于酰胺基团易与氯反应，故这种膜对水中的游离氯有较高要求。膜对水中的游离氯有较高要求。 Du Pont公司生产的公司生产的DPI型膜即为由此类膜材型膜即为由此类膜材料制成的，它

27、的合成路线如下式所示：料制成的，它的合成路线如下式所示：H2NnCONHNH2Cl+nCOCClNHCONHNHCCnDMACOOO 类似结构的芳香族聚酰胺膜材料还有：类似结构的芳香族聚酰胺膜材料还有：NHCONHNHCOnNHCONHNHCONHCOCOn （iii）芳香杂环类）芳香杂环类 聚苯并咪唑类聚苯并咪唑类 如由美国如由美国Celanese公司研制的公司研制的PBI膜即为此膜即为此种类种类型。这种膜材料可用以下路线合成：型。这种膜材料可用以下路线合成：NH2H2NNH2H2N+nOCOCOONNCHNNCH+2 nOH+2 n H2On 聚苯并咪唑酮类聚苯并咪唑酮类 这类膜的代表是日

28、本帝人公司生产的这类膜的代表是日本帝人公司生产的PBLL膜，膜，其化学结构为：其化学结构为： 这种膜对这种膜对0.5NaCl溶液的分离率达溶液的分离率达9095，并有较高的透水速率。并有较高的透水速率。NCONHSO2HNNCOn 聚吡嗪酰胺类聚吡嗪酰胺类 这类膜材料可用界面缩聚方法制得，反应式这类膜材料可用界面缩聚方法制得，反应式为：为：nClCOCHClCOCH+nHNNHRR界面缩聚COCHCOCHNNRR+ 2nHCln 聚酰亚胺类聚酰亚胺类 聚酰亚胺具有很好的热稳定性和耐有机溶剂能聚酰亚胺具有很好的热稳定性和耐有机溶剂能力，因此是一类较好的膜材料。例如，下列结构的力，因此是一类较好的

29、膜材料。例如，下列结构的聚酰亚胺膜对分离氢气有很高的效率。聚酰亚胺膜对分离氢气有很高的效率。NCCOONCCOOArn 其中，其中，Ar为芳基，对气体分离的难易次序如下：为芳基，对气体分离的难易次序如下：H2O，H(He)，H2S，CO2，O2，Ar(CO)，N2(CH4)，C2H6，C3H8易易 难难 聚酰亚胺溶解性差，制膜困难，因此开发了可聚酰亚胺溶解性差，制膜困难，因此开发了可溶性聚酰亚胺，其结构为：溶性聚酰亚胺，其结构为：NCCOOCH2CHRNCCOOCH2CHn （iv）离子性聚合物）离子性聚合物 离子性聚合物可用于制备离子交换膜。与离子离子性聚合物可用于制备离子交换膜。与离子交换

30、树脂相同，离子交换膜也可分为强酸型阳离子交换树脂相同，离子交换膜也可分为强酸型阳离子膜、弱酸型阳离子膜、强碱型阴离子膜和弱碱型阴膜、弱酸型阳离子膜、强碱型阴离子膜和弱碱型阴离子膜等。在淡化海水的应用中，主要使用的是强离子膜等。在淡化海水的应用中，主要使用的是强酸型阳离子交换膜。酸型阳离子交换膜。 磺化聚苯醚膜和磺化聚砜膜是最常用的两种离磺化聚苯醚膜和磺化聚砜膜是最常用的两种离子聚合物膜。子聚合物膜。OCH3H3CHClSO3SO3HHCl+CH3OH3C+nnCCH3CH3OSOOOHClSO3+nCCH3CH3OSOOOnSO3H （v）乙烯基聚合物）乙烯基聚合物 用作膜材料的乙烯基聚合物包

31、括聚乙烯醇、聚用作膜材料的乙烯基聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚偏氯乙乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯、聚丙烯酰胺等。共聚物包括：聚丙烯醇烯、聚丙烯酰胺等。共聚物包括：聚丙烯醇/苯乙烯苯乙烯磺酸、聚乙烯醇磺酸、聚乙烯醇/磺化聚苯醚、聚丙烯腈磺化聚苯醚、聚丙烯腈/甲基丙烯甲基丙烯酸酯、聚乙烯酸酯、聚乙烯/乙烯醇等。聚乙烯醇乙烯醇等。聚乙烯醇/丙烯腈接枝共丙烯腈接枝共聚物也可用作膜材料。聚物也可用作膜材料。3.7.5 膜的制备膜的制备1. 分离膜制备工艺类型分离膜制备工艺类型 膜的制备工艺对分离膜的性能十分重要。同样膜的制备工艺对分离膜的性能十分重要。同样的材

32、料，由于不同的制作工艺和控制条件，其性能的材料，由于不同的制作工艺和控制条件，其性能差别很大。合理的、先进的制膜工艺是制造优良性差别很大。合理的、先进的制膜工艺是制造优良性能分离膜的重要保证。能分离膜的重要保证。 目前，国内外的制膜方法很多，其中最实用的目前，国内外的制膜方法很多，其中最实用的是相转化法（流涎法和纺丝法）和复合膜化法。是相转化法（流涎法和纺丝法）和复合膜化法。2. 相转化制膜工艺相转化制膜工艺 相转化是指将均质的制膜液通过溶剂的挥发或相转化是指将均质的制膜液通过溶剂的挥发或向溶液加入非溶剂或加热制膜液，使液相转变为固向溶液加入非溶剂或加热制膜液，使液相转变为固相的过程。相转化制

33、膜工艺中最重要的方法是相的过程。相转化制膜工艺中最重要的方法是LS型制膜法。它是由加拿大人劳勃（型制膜法。它是由加拿大人劳勃（S. Leob）和索里）和索里拉金（拉金（S. Sourirajan）发明的，并首先用于制造醋）发明的，并首先用于制造醋酸纤维素膜。酸纤维素膜。 将制膜材料用溶剂形成均相制膜液，在模具中将制膜材料用溶剂形成均相制膜液，在模具中流涎成薄层，然后控制温度和湿度，使溶液缓缓蒸流涎成薄层，然后控制温度和湿度，使溶液缓缓蒸发，经过相转化就形成了由液相转化为固相的膜，发，经过相转化就形成了由液相转化为固相的膜，其工艺框图可表示如下：其工艺框图可表示如下：聚合物溶剂添加剂均质制膜液流

34、涎法制成平板型、圆管型；纺丝法制成中空纤维蒸出部分溶剂凝固液浸渍水洗后处理非对称膜LS法制备分离膜工艺流程框图法制备分离膜工艺流程框图3. 复合制膜工艺复合制膜工艺 由由LS法制的膜，起分离作用的仅是接触空气法制的膜，起分离作用的仅是接触空气的极薄一层，称为表面致密层。它的厚度约的极薄一层，称为表面致密层。它的厚度约0.251m，相当于总厚度的，相当于总厚度的1/100左右。理论研究表明可左右。理论研究表明可知，膜的透过速率与膜的厚度成反比。而用知，膜的透过速率与膜的厚度成反比。而用LS法法制备表面层小于制备表面层小于0.1m的膜极为困难。为此，发展的膜极为困难。为此，发展了复合制膜工艺，其方

35、框图如图所示。了复合制膜工艺，其方框图如图所示。多孔支持膜涂覆交联加热形成超薄膜亲水性高分子溶液的涂覆复合膜形成超薄膜的溶液交联剂复合制膜工艺流程框图复合制膜工艺流程框图3.7.6 膜的保存膜的保存 分离膜的保存对其性能极为重要。主要应防止分离膜的保存对其性能极为重要。主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。 微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜，而水微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜，而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、pH值值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。冷不适当和水中游离氧

36、的存在均会造成膜的水解。冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。膜的收缩主要发生冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。膜的收缩主要发生在湿态保存时的失水。收缩变形使膜孔径大幅度下在湿态保存时的失水。收缩变形使膜孔径大幅度下降，孔径分布不均匀，严重时还会造成膜的破裂。降，孔径分布不均匀，严重时还会造成膜的破裂。当膜与高浓度溶液接触时，由于膜中水分急剧地向当膜与高浓度溶液接触时，由于膜中水分急剧地向溶液中扩散而失水，也会造成膜的变形收缩。溶液中扩散而失水，也会造成膜的变形收缩。3.7.7 膜的结构膜的结构 膜的结构主要是指膜的形态、膜的结晶态和膜膜的结构主要是指膜的形态、膜的结晶态和膜的分子态结构。膜结构的研究可以了

37、解膜结构与性能的分子态结构。膜结构的研究可以了解膜结构与性能的关系，从而指导制备工艺，改进膜的性能。的关系，从而指导制备工艺，改进膜的性能。3.7.7.1 膜的形态膜的形态 用电镜或光学显微镜观察膜的截面和表面，可以用电镜或光学显微镜观察膜的截面和表面，可以了解膜的形态。下面仅对了解膜的形态。下面仅对MF膜、膜、UF膜和膜和RO膜的形膜的形态作简单的讨论。态作简单的讨论。1. 微孔膜微孔膜具有开放式的网格结构具有开放式的网格结构 微孔膜具有开放式的网格结构，形成机理为：微孔膜具有开放式的网格结构，形成机理为：制膜液成膜后，溶剂首先从膜表面开始蒸发，形成制膜液成膜后，溶剂首先从膜表面开始蒸发，形

38、成表面层。表面层下面仍为制膜液。溶剂以气泡的形表面层。表面层下面仍为制膜液。溶剂以气泡的形式上升，升至表面时就形成大小不等的泡。这种泡式上升，升至表面时就形成大小不等的泡。这种泡随着溶剂的挥发而变形破裂，形成孔洞。此外，气随着溶剂的挥发而变形破裂，形成孔洞。此外，气泡也会由于种种原因在膜内部各种位置停留，并发泡也会由于种种原因在膜内部各种位置停留，并发生重叠，从而形成大小不等的网格。生重叠，从而形成大小不等的网格。 开放式网格的孔径一般在开放式网格的孔径一般在0.11m之间，可以之间，可以让离子、分子等通过，但不能使微粒、胶体、细菌让离子、分子等通过，但不能使微粒、胶体、细菌等通过。等通过。

39、2. 反渗透膜和超过滤膜的双层与三层结构模型反渗透膜和超过滤膜的双层与三层结构模型 雷莱（雷莱（Riley）首先研究了用）首先研究了用LS法制备的醋酸法制备的醋酸纤维素反渗透膜的结构。从电镜中可看到，醋酸纤纤维素反渗透膜的结构。从电镜中可看到，醋酸纤维反渗透膜具有不对称结构。与空气接触的一侧是维反渗透膜具有不对称结构。与空气接触的一侧是厚度约为厚度约为0.25m的表面层，占膜总厚度的极小部的表面层，占膜总厚度的极小部分（一般膜总厚度约分（一般膜总厚度约100 m）。表面没有物理孔）。表面没有物理孔洞，致密光滑。下部则为多孔结构，孔径为洞，致密光滑。下部则为多孔结构，孔径为0.4m左右。这种结构

40、被称为双层结构模型。左右。这种结构被称为双层结构模型。 吉顿斯（吉顿斯（Gittems）对醋酸纤维素膜进了更精细）对醋酸纤维素膜进了更精细的观察，认为这类膜具有三层结构。最上层是表面的观察，认为这类膜具有三层结构。最上层是表面活性层，致密而光滑，其中不存在大于活性层，致密而光滑，其中不存在大于10 nm的细的细孔。中间层称为过渡层，具有大于孔。中间层称为过渡层，具有大于10 nm的细孔。的细孔。上层与中间层之间有十分明显的界限，中间层以下上层与中间层之间有十分明显的界限，中间层以下为多孔层，具有为多孔层，具有50 nm以上的孔。与模板接触的底以上的孔。与模板接触的底部也存在细孔，与中间层大致相

41、仿。上、中两层的部也存在细孔，与中间层大致相仿。上、中两层的厚度与溶剂蒸发的时间、膜的透过性等均有十分密厚度与溶剂蒸发的时间、膜的透过性等均有十分密切的关系。切的关系。3.7.8 典型的膜分离技术及应用领域典型的膜分离技术及应用领域 典型的膜分离技术有微孔过滤典型的膜分离技术有微孔过滤(MF)、超滤、超滤(UF)、反渗透反渗透(RO)、纳滤、纳滤(NF)、渗析、渗析(D)、电渗析、电渗析(ED)、液膜、液膜(LM)及渗透蒸发及渗透蒸发( PV)等，下面分别介绍之。等，下面分别介绍之。3.7.8.1 微孔过滤技术微孔过滤技术1. 微孔过滤和微孔膜的特点微孔过滤和微孔膜的特点 微孔过滤技术始于十九

42、世纪中叶，是以静压差为微孔过滤技术始于十九世纪中叶，是以静压差为推动力，利用筛网状过滤介质膜的推动力，利用筛网状过滤介质膜的“筛分筛分”作用进行分作用进行分离的膜过程。实施微孔过滤的膜称为微孔膜。离的膜过程。实施微孔过滤的膜称为微孔膜。 微孔膜是均匀的多孔薄膜，厚度在微孔膜是均匀的多孔薄膜，厚度在90150m左右，过滤粒径在左右，过滤粒径在0.02510m之间，操作压在之间，操作压在0.010.2MPa。到目前为止，国内外商品化的微孔。到目前为止，国内外商品化的微孔膜约有膜约有13类，总计类，总计400多种。多种。 微孔膜的主要优点为：微孔膜的主要优点为： 孔径均匀，过滤精度高。能将液体中所有

43、大孔径均匀，过滤精度高。能将液体中所有大于制定孔径的微粒全部截留；于制定孔径的微粒全部截留； 孔隙大，流速快。一般微孔膜的孔密度为孔隙大，流速快。一般微孔膜的孔密度为107孔孔/cm2，微孔体积占膜总体积的，微孔体积占膜总体积的7080。由。由于膜很薄，阻力小，其过滤速度较常规过滤介质快于膜很薄，阻力小，其过滤速度较常规过滤介质快几十倍；几十倍； 无吸附或少吸附。微孔膜厚度一般在无吸附或少吸附。微孔膜厚度一般在90150m之间，因而吸附量很少，可忽略不计。之间，因而吸附量很少，可忽略不计。 无介质脱落。微孔膜为均一的高分子材料，无介质脱落。微孔膜为均一的高分子材料，过滤时没有纤维或碎屑脱落，因

44、此能得到高纯度的过滤时没有纤维或碎屑脱落，因此能得到高纯度的滤液。滤液。 微孔膜的缺点：微孔膜的缺点： 颗粒容量较小，易被堵塞；颗粒容量较小，易被堵塞； 使用时必须有前道过滤的配合，否则无法正使用时必须有前道过滤的配合，否则无法正常工作。常工作。2. 微孔过滤技术应用领域微孔过滤技术应用领域 微孔过滤技术目前主要在以下方面得到应用：微孔过滤技术目前主要在以下方面得到应用：（1）微粒和细菌的过滤。可用于水的高度净化、）微粒和细菌的过滤。可用于水的高度净化、食品和饮料的除菌、药液的过滤、发酵工业的空气食品和饮料的除菌、药液的过滤、发酵工业的空气净化和除菌等。净化和除菌等。（2）微粒和细菌的检测。微

45、孔膜可作为微粒和细）微粒和细菌的检测。微孔膜可作为微粒和细菌的富集器，从而进行微粒和细菌含量的测定。菌的富集器，从而进行微粒和细菌含量的测定。（3）气体、溶液和水的净化。大气中悬浮的尘埃、）气体、溶液和水的净化。大气中悬浮的尘埃、 纤维、花粉、细菌、病毒等；溶液和水中存在纤维、花粉、细菌、病毒等；溶液和水中存在的微小固体颗粒和微生物，都可借助微孔膜去除。的微小固体颗粒和微生物，都可借助微孔膜去除。（4）食糖与酒类的精制。微孔膜对食糖溶液和啤、）食糖与酒类的精制。微孔膜对食糖溶液和啤、黄酒等酒类进行过滤，可除去食糖中的杂质、酒类黄酒等酒类进行过滤，可除去食糖中的杂质、酒类中的酵母、霉菌和其他微生

46、物，提高食糖的纯度和中的酵母、霉菌和其他微生物，提高食糖的纯度和酒类产品的清澈度，延长存放期。由于是常温操酒类产品的清澈度，延长存放期。由于是常温操作，不会使酒类产品变味。作，不会使酒类产品变味。（5）药物的除菌和除微粒。以前药物的灭菌主要采）药物的除菌和除微粒。以前药物的灭菌主要采用热压法。但是热压法灭菌时，细菌的尸体仍留在用热压法。但是热压法灭菌时，细菌的尸体仍留在药品中。而且对于热敏性药物，如胰岛素、血清蛋药品中。而且对于热敏性药物，如胰岛素、血清蛋白等不能采用热压法灭菌。对于这类情况，微孔膜白等不能采用热压法灭菌。对于这类情况，微孔膜有突出的优点，经过微孔膜过滤后，细菌被截留，有突出的

47、优点，经过微孔膜过滤后，细菌被截留，无细菌尸体残留在药物中。常温操作也不会引起药无细菌尸体残留在药物中。常温操作也不会引起药物的受热破坏和变性。物的受热破坏和变性。 许多液态药物，如注射液、眼药水等，用常规的许多液态药物，如注射液、眼药水等，用常规的过滤技术难以达到要求，必须采用微滤技术。过滤技术难以达到要求，必须采用微滤技术。3.7.8.2 超滤技术超滤技术 1. 超滤和超滤膜的特点超滤和超滤膜的特点 超滤技术始于超滤技术始于 1861 年，其过滤粒径介于微滤和年，其过滤粒径介于微滤和反渗透之间，约反渗透之间，约510 nm，在，在 0.10.5 MPa 的静压的静压差推动下截留各种可溶性大

48、分子，如多糖、蛋白质差推动下截留各种可溶性大分子，如多糖、蛋白质、酶等相对分子质量大于、酶等相对分子质量大于500的大分子及胶体，形成的大分子及胶体，形成浓缩液，达到溶液的净化、分离及浓缩目的。浓缩液，达到溶液的净化、分离及浓缩目的。 超滤技术的核心部件是超滤膜，分离截留的原理超滤技术的核心部件是超滤膜，分离截留的原理为筛分，小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微为筛分，小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微孔，而大于孔径的微粒则被截留。膜上微孔的尺寸孔，而大于孔径的微粒则被截留。膜上微孔的尺寸和形状决定膜的分离效率。和形状决定膜的分离效率。 超滤膜均为不对称膜，形式有平板式、卷式、管超滤膜均为不

49、对称膜，形式有平板式、卷式、管式和中空纤维状等。超滤膜的结构一般由三层结构式和中空纤维状等。超滤膜的结构一般由三层结构组成。即最上层的表面活性层，致密而光滑，厚度组成。即最上层的表面活性层，致密而光滑，厚度为为0.11.5m，其中细孔孔径一般小于，其中细孔孔径一般小于10nm；中；中间的过渡层，具有大于间的过渡层，具有大于10nm的细孔，厚度一般为的细孔，厚度一般为110m；最下面的支撑层，厚度为；最下面的支撑层，厚度为50250m，具有具有50nm以上的孔。支撑层的作用为起支撑作用，以上的孔。支撑层的作用为起支撑作用，提高膜的机械强度。膜的分离性能主要取决于表面提高膜的机械强度。膜的分离性能

50、主要取决于表面活性层和过度层。活性层和过度层。 中空纤维状超滤膜的外径为中空纤维状超滤膜的外径为0.52m。特点是。特点是直径小，强度高，不需要支撑结构，管内外能承受直径小，强度高，不需要支撑结构，管内外能承受较大的压力差。此外，单位体积中空纤维状超滤膜较大的压力差。此外，单位体积中空纤维状超滤膜的内表面积很大，能有效提高渗透通量。的内表面积很大，能有效提高渗透通量。 制备超滤膜的材料主要有聚砜、聚酰胺、聚丙烯制备超滤膜的材料主要有聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈和醋酸纤维素等。超滤膜的工作条件取决于膜的腈和醋酸纤维素等。超滤膜的工作条件取决于膜的材质，如醋酸纤维素超滤膜适用于材质，如醋酸纤维素超滤膜适

51、用于pH = 38，三醋，三醋酸纤维素超滤膜适用于酸纤维素超滤膜适用于pH = 29，芳香聚酰胺超滤，芳香聚酰胺超滤膜适用于膜适用于pH = 59，温度，温度040，而聚醚砜超滤，而聚醚砜超滤膜的使用温度则可超过膜的使用温度则可超过100。2. 超滤膜技术应用领域超滤膜技术应用领域 超滤膜的应用也十分广泛，在作为反渗透预处超滤膜的应用也十分广泛，在作为反渗透预处理、饮用水制备、制药、色素提取、阳极电泳漆和理、饮用水制备、制药、色素提取、阳极电泳漆和阴极电泳漆的生产、电子工业高纯水的制备、工业阴极电泳漆的生产、电子工业高纯水的制备、工业废水的处理等众多领域都发挥着重要作用。废水的处理等众多领域都

52、发挥着重要作用。 超滤技术主要用于含分子量超滤技术主要用于含分子量500500,000的微粒的微粒溶液的分离，是目前应用最广的膜分离过程之一，溶液的分离，是目前应用最广的膜分离过程之一，它的应用领域涉及化工、食品、医药、生化等。主它的应用领域涉及化工、食品、医药、生化等。主要可归纳为以下方面。要可归纳为以下方面。（1）纯水的制备。超滤技术广泛用于水中的细菌、）纯水的制备。超滤技术广泛用于水中的细菌、病毒和其他异物的除去，用于制备高纯饮用水、电病毒和其他异物的除去，用于制备高纯饮用水、电子工业超净水和医用无菌水等。子工业超净水和医用无菌水等。（2）汽车、家具等制品电泳涂装淋洗水的处理。汽）汽车、

53、家具等制品电泳涂装淋洗水的处理。汽车、家具等制品的电泳涂装淋洗水中常含有车、家具等制品的电泳涂装淋洗水中常含有12的涂料（高分子物质），用超滤装置可分离出清的涂料（高分子物质），用超滤装置可分离出清水重复用于清洗，同时又使涂料得到浓缩重新用于水重复用于清洗，同时又使涂料得到浓缩重新用于电泳涂装。电泳涂装。（3）食品工业中的废水处理。在牛奶加工厂中用超）食品工业中的废水处理。在牛奶加工厂中用超滤技术可从乳清中分离蛋白和低分子量的乳糖。滤技术可从乳清中分离蛋白和低分子量的乳糖。（4）果汁、酒等饮料的消毒与澄清。应用超滤技术）果汁、酒等饮料的消毒与澄清。应用超滤技术可除去果汁的果胶和酒中的微生物等杂

54、质，使果汁可除去果汁的果胶和酒中的微生物等杂质，使果汁和酒在净化处理的同时保持原有的色、香、味，操和酒在净化处理的同时保持原有的色、香、味，操作方便，成本较低。作方便，成本较低。（5）在医药和生化工业中用于处理热敏性物质，分）在医药和生化工业中用于处理热敏性物质，分离浓缩生物活性物质，从生物中提取药物等。离浓缩生物活性物质，从生物中提取药物等。（6）造纸厂的废水处理。）造纸厂的废水处理。3.7.8.3 反渗透技术反渗透技术1. 反渗透原理及反渗透膜的特点反渗透原理及反渗透膜的特点 渗透是自然界一种常见的现象。人类很早以前渗透是自然界一种常见的现象。人类很早以前就已经自觉或不自觉地使用渗透或反渗

55、透分离物就已经自觉或不自觉地使用渗透或反渗透分离物质。目前，反渗透技术已经发展成为一种普遍使质。目前，反渗透技术已经发展成为一种普遍使用用的现代分离技术。在海水和苦咸水的脱盐淡化、的现代分离技术。在海水和苦咸水的脱盐淡化、超超纯水制备、废水处理等方面，反渗透技术有其他纯水制备、废水处理等方面，反渗透技术有其他方方法不可比拟的优势。法不可比拟的优势。 渗透和反渗透的原理如渗透和反渗透的原理如图图3.7所示。如果用一所示。如果用一张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜渗透从浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜

56、渗透从低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移，这一现象低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移，这一现象称渗透称渗透（图（图3.7a）。这一过程的推动力是低浓度溶。这一过程的推动力是低浓度溶液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，表现为水的渗透压。随着水的渗透，高浓度水溶液表现为水的渗透压。随着水的渗透，高浓度水溶液一侧的液面升高，压力增大。当液面升高至一侧的液面升高，压力增大。当液面升高至H时，时，渗透达到平衡，两侧的压力差就称为渗透压渗透达到平衡，两侧的压力差就称为渗透压（图（图3.7b）。渗透过程达到平衡后，水不再有渗透，渗透渗透过程达到平衡后，水不

57、再有渗透，渗透通量为零。通量为零。 图图3.7 渗透与反渗透原理示意图渗透与反渗透原理示意图 如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶液如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高浓度侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧，水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧，这一过程就称为反渗透（图这一过程就称为反渗透（图3.7c）。）。 反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于500，操作压力为操作压力为 2100MPa。 用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜。反渗透膜用于实施反渗透

58、操作的膜为反渗透膜。反渗透膜大部分为不对称膜，孔径小于大部分为不对称膜，孔径小于0.5nm，可截留溶质，可截留溶质分子。分子。 制备反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素、芳香制备反渗透膜的材料主要有醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。 反渗透膜的分离机理至今尚有许多争论，主要有反渗透膜的分离机理至今尚有许多争论，主要有氢键理论、选择吸附氢键理论、选择吸附毛细管流动理论、溶解扩散毛细管流动理论、溶解扩散理论等。理论等。2. 反渗透与超滤、微孔过滤的比较反渗透与超滤、微孔过滤的

59、比较 反渗透、超滤和微孔过滤都是以压力差为推动反渗透、超滤和微孔过滤都是以压力差为推动力使溶剂通过膜的分离过程，它们组成了分离溶液力使溶剂通过膜的分离过程，它们组成了分离溶液中的离子、分子到固体微粒的三级膜分离过程。一中的离子、分子到固体微粒的三级膜分离过程。一般来说，分离溶液中分子量低于般来说，分离溶液中分子量低于500的低分子物质，的低分子物质，应该采用反渗透膜；分离溶液中分子量大于应该采用反渗透膜；分离溶液中分子量大于500的大的大分子或极细的胶体粒子可以选择超滤膜，而分离溶分子或极细的胶体粒子可以选择超滤膜，而分离溶液中的直径液中的直径0.110m的粒子应该选微孔膜。以上的粒子应该选微

60、孔膜。以上关于反渗透膜、超滤膜和微孔膜之间的分界并不是关于反渗透膜、超滤膜和微孔膜之间的分界并不是十分严格、明确的，它们之间可能存在一定的相互十分严格、明确的，它们之间可能存在一定的相互重叠。重叠。 微孔过滤、超滤和反渗透技术的原理和操作特微孔过滤、超滤和反渗透技术的原理和操作特点比较如表所示。点比较如表所示。反渗透、超滤和微孔过滤技术的原理和操作特点比较反渗透、超滤和微孔过滤技术的原理和操作特点比较分离技术类型分离技术类型反渗透反渗透超滤超滤微孔过滤微孔过滤膜的形式膜的形式表面致密的非对称膜、复合膜等表面致密的非对称膜、复合膜等非对称膜，表面有微孔非对称膜，表面有微孔微孔膜微孔膜膜材料膜材料