高分子分离膜材料综述
高分子分离膜材料
高分子分离膜材料高分子分离膜材料高分子分离膜是由具有特定结构和性能的聚合物材料制成的一类隔膜材料，具有膜厚薄、制备质量和分离性能良好等特点。
它能将不同的液体分离或混合介质分离出，因此在工业生产中广泛应用，也被用于水处理、精细化学品分离、生物分离、污染物除去、原料浓缩等领域。
分离膜的结构及工作原理：高分子分离膜由聚合物制成，其孔隙结构是由分子结构决定的，可分具有均匀、连续和可调结构，有时也添加一些特定的添加剂以促进膜特性的优化和屏蔽一些不易排出的物质，分离膜的工作原理实质上是孔径选择性的过滤作用，能将不同的液体分离或混合介质分离出，因此在分离场合中广泛应用。
分离膜的分类：分离膜可以根据分离机制分为渗透膜和滤液膜，根据膜片的结构、性能可分为聚酯膜、柠檬酸膜和聚氨酯膜等，根据膜片结构的不同分别为板型膜、环境膜、滤芯膜、复合膜等。
应用领域：1、水处理：处理工业废水和生物分解废水时，高分子分离膜具有高强度和高精度，可以有效地去除悬浮颗粒物和有机物，除去病原体和各种病毒，防止大肠杆菌、放线菌等有害物质的污染。
2、精细化学品分离：高分子分离膜可以实现均质化和分离，因此，它很适合用于精细化学品分离。
例如，它可以用于精制酶制剂，乳化剂，蛋白质，抗体，抗生素等精细化学品的分离和纯化工艺。
3、生物分离：高分子分离膜可以用于细胞、细菌、病毒的分离，因为它具有很强的保护性和抑制性，可以有效地去除有害物质，同时可以有效地控制细胞活力，有利于细胞的增殖繁殖。
4、污染物除去：高分子分离膜具有高精度的分离性能，能将有机污染物分离出来，可有效地除去污染物，从而达到净化水体的目的。
5、原料浓缩：在制药工业和食品饮料工业中，高分子分离膜的应用可以将原料中的有效成分进行有效分离和浓缩，可以提高产品的质量。
高分子膜分离材料要点
高分子膜分离材料要点引言高分子膜分离材料是一种重要的分离技术，被广泛应用于水处理、气体分离、生物医药等领域。
本文将介绍高分子膜分离材料的要点，包括材料选择、膜结构设计和性能优化等方面。
材料选择高分子膜分离材料的选择对于分离效果至关重要。
常用的高分子材料包括聚醚砜（PES）、聚丙烯（PP）、聚醋酸乙烯（EVA）等。
选择材料时需要考虑以下因素：1.分离性能：材料应具有良好的分离性能，包括高通量、高分离因子和较低的渗透压。
2.化学稳定性：材料应在分离过程中具有良好的化学稳定性，可以耐受不同的化学药品和温度。
3.机械性能：材料应具有足够的机械强度，以确保膜在操作过程中不会破裂或变形。
膜结构设计高分子膜分离材料的结构设计对于分离性能和稳定性同样至关重要。
以下是一些常见的结构设计要点：1.孔径分布：膜的孔径分布应合理控制，以满足特定的分离要求。
孔径太小会导致通量降低，孔径太大则无法实现有效的分离。
2.膜厚度：膜的厚度应适当选择，通常较薄的膜具有较高的通量，但较厚的膜能够提供更好的机械强度。
3.支撑层：支撑层可以增强膜的机械强度和稳定性，同时减少膜的变形和破裂风险。
常见的支撑层材料包括聚酰胺、聚酰胺亚胺等。
性能优化为了进一步提高高分子膜分离材料的性能，可以考虑以下方面的优化：1.表面修饰：通过表面修饰可以改变膜的亲水性或疏水性，提高膜的抗粘附性能和选择性。
2.添加填料：添加适当的填料可以改变膜的孔径分布和通量，提高膜的分离性能。
3.模块化设计：将多个膜堆叠起来形成模块化结构，可以增加分离面积，提高通量和分离效果。
高分子膜分离材料是一种重要的分离技术，材料选择、膜结构设计和性能优化是关键要点。
在实际应用中，根据具体的分离要求和条件选择合适的高分子材料，并进行合理的膜结构设计和性能优化，能够提高分离效果和稳定性，广泛应用于各个领域。
功能高分子材料-第三章-高分子分离膜..
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膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选 择渗透性能的差异来实现分离、提纯和浓缩的新 型分离技术。
◆ 第四道：RO逆渗透系统 美国高科技的RO逆渗透膜，去 除重金属离子杂质，有效去除过滤性病毒及细菌等有害物 质：
◆ 第五道：后置活性炭系统 高密度活性炭（T33）提高和增 加活净水口感，使水质更加甘甜可口，补充人体所需微量 元素和矿物质。
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开发膜组件的几个基本要求：
◆ 适当均匀的流动，无静水区； ◆ 具有良好的机械稳定性、化学稳定性和热稳
分离的类型包括同种物质按不同大小尺寸的 分离；异种物质的分离；不同物质状态的分离等。
在化工单元操作中，常见的分离方法有筛分、 过滤、蒸馏、蒸发、重结晶、萃取、离心分离等。 然而，对于高层次的分离，如分子尺寸的分离、 生物体组分的分离等，采用常规的分离方法是难 以实现的，或达不到精度，或需要损耗极大的能 源而无实用价值。
纤维素酯类材料易受微生物侵蚀，pH值适应 范围较窄，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。
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二、聚砜类
O
聚砜结构中的特征基团为 S
O
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、N-甲基吡咯烷酮、二甲 基亚砜等。
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，pH值适应范围为1～13， 最高使用温度达120℃，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。
综述：高分子膜分离技术
高分子膜分离技术摘要:对现有的超滤、微滤、渗透汽化及气体分离等膜技术在水处理和石油化工产业领域的研究与应用现状进行了综述,分析了各种膜产品的市场占有率及未来发展趋势.提出了利用膜分离技术改造传统产业及提高工业生产经济效益的可能途径。
关键词:膜分离;水处理;气体分离;石油化工一、研究背景膜分离过程作为现代材料科学、高分子物理化学以及化学工程交叉融会而形成的新型高效分离技术,近10多年以来得到了显著的技术进步和应用市场发展.膜分离技术进步的动力主要来自两个方面,现代分析技术和微细加工技术的发展使得从微观或介观尺寸上对材料加工过程进行有效控制成为现实,能够高质量地稳定生产具有特定微观结构的分离膜.另外,在工业生产过程中存在许多现有技术难于解决的技术难题,例如,对采油、炼油过程产生的大量含油污水深度处理和油田回注用水的低成本化;燃料油储存、运输过程中产生的大量有机蒸气回收利用;膜分离能够有效克服精馏过程恒沸点,降低精馏过程能耗等问题.以上技术需求极大地推动膜分离过程在石油化工领域的应用基础研究,所取得的成果为膜分离技术在石油化工领域的推广应用奠定坚实基础.通过论述膜分离技术本身特征,分析了石油开采和石油产品加工过程膜分离技术的应用研究现状,以技术经济的综合评价为基础,对膜分离技术在石油化工领域应用研究现状和巨大的市场发展潜力进行了阐述.二、研究现状1 膜分离技术和分离膜市场膜分离是利用功能性分离膜作为过滤介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术之一.和普通过滤介质相比较,分离膜具有更小的孔径和更窄的孔径分布.根据分离膜孔径从大到小的顺序,可以分为微滤(microfiltration)、超滤(ultrafiltration)、纳滤(nanofiltration)和反渗透(reverseosmosis).如图1所示,微孔滤膜孔径在1~0.01Lm左右,可以有效除去水中的大部分微粒、细菌等杂质,超滤膜孔径在几十纳米附近,能够很容易地实现蛋白质等大分子的分级、纯化,能够除去水中的病毒和热原体.纳滤膜和反渗透膜孔径更小,大约在几个埃(1∪=1×10-10m),能够从水中脱除离子,达到海水和苦咸水淡化目的.一般认为,当分离膜孔径小于0.01Lm以后,分离作用的实现,不仅仅依靠孔径大小的/筛分0效果,分子或离子渗透通过膜材料时,渗透物和分离膜间的表面相到作用逐渐占据主要地位.气体分离膜和渗透汽化膜的分离作用是依靠不同渗透组分在膜中溶解度和扩散系数不同来实现,通常可用溶解扩散机理进行定量描述.例如,使用聚乙烯醇和聚丙烯腈为原料的渗透汽化PVA/PAN复合膜,能够从乙醇水溶液中脱除微量的水生产无水乙醇,与萃取精馏、恒沸精馏相比,制取无水乙醇的能耗大约降低1/3左右。
高分子分离膜材料综述
《功能材料》课程论文考核表论文题目：高分子分离膜材料的研究进展专业：应用化学学号：1005410220姓名：袁强高分子分离膜材料的研究进展应用化学1005410220 袁强摘要：高分子分离膜是用高分子材料制作而成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。
本文将简单介绍高分子分离膜材料的起源、发展史，重点介绍高分子分离膜材料的应用前景和研究现状。
关键词：高分子材料；高分子分离膜；分离；材料1. 高分子分离膜概述高分子分离膜（polymeric membrane for separation ）, 是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。
膜分离过程就是用分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。
单位时间内流体通过膜的量（透过速度）、不同物质透过系数之比（分离系数）或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。
2. 高分子分离膜的起源和发展史2.1 .国外高分子分离膜发展史1849年，德国学者惠柏思用硝基纤维素制成第一张高分子膜。
1920年，麦克戈达开始观察和研究反渗透现象。
1930年，人们将纤维素膜用于超滤分离。
1940年，离子交换膜开发和利用电渗析方法建立。
1950年，加拿大学者萨利拉简研究反渗透。
1960年，洛萨和萨利拉简成功制备了具有完整表皮和高度不对称的第一张高效能反渗透膜，为该法奠定了基础。
1970年以来。
超滤膜、微滤膜成功开发和应用，有支撑的液膜和乳液膜及气体分离膜也相继问世。
2.2 .国内高分子分离膜发展史我国的膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的，六十年代进入开创阶段。
1965年着手反渗透技术的探索。
1967年开始全国的海水淡化会战。
大大促进了我国膜技术的发展。
70年代进入开发阶段。
这时期，微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来，80年代跨入推广应用阶段。
高分子膜概述
高分子膜概述一、高分子膜的分类根据孔径尺寸，分离膜可分为微滤（Microfiltration，MF）膜、超滤（Ultrafiltration，UF）膜、纳滤（Nanofiltration，NF）膜和反渗透（Reverse osmosis，RO）膜。
MF膜的孔径尺寸大于50nm，可用于去除悬浮固体、原生动物和细菌等。
UF膜的孔径尺寸为2～50nm，主要用于去除病毒和胶体。
具有纳米孔的NF膜和RO膜可去除溶解的盐离子，是主流的脱盐膜。
RO膜的结构最为致密，其孔径尺寸为0.3～0.6nm，具有很高的NaCl脱盐率（>98％），而NF膜结构更为疏松，孔径尺寸小于等于2nm，通常被称为“低压RO膜”，对NaCl脱盐率较），同时具有更高低（20％～80％），主要用于脱除高价离子（Ca2+、Mg2+和SO2-4的水通量。
二、高分子膜的结构和制备MF/UF多孔高分子膜可独立用于废水处理或作为NF膜和RO膜脱盐过程的预处理。
高分子MF膜和UF膜是应用最广泛的，其主要的制备成膜工艺是相转化法。
MF膜的截面孔分布可以是对称的或是非对称的，对称的MF膜截面孔径变化不明显，膜的厚度是影响其过滤分离性能的主要因素。
非对称的MF膜是由孔径小的表面分离层和孔径大的支撑层组成的，分离层的孔结构和厚度决定了膜整体的过滤分离性能。
UF膜的结构通常是非对称的，如图2-1所示，由开孔的底部支撑层和相对致密的表层构成，支撑层和表层属于同一种材料。
表层起到主要的分离作用，支撑层可使水溶液无阻碍地跨膜传输。
图2-1 聚砜UF膜的SEM照片平板MF/UF膜主要通过相转化法制备，以无纺布作为基底，提高膜的力学强度。
相转化法是指将含有聚合物和溶剂的均相聚合物溶液浸入非溶剂凝固浴中，并在可混溶的溶剂和非溶剂交换过程中发生聚合物固化。
此方法制备的膜的特性可通过改变浇铸条件、聚合物种类、聚合物浓度，溶剂/非溶剂体系和添加剂以及凝固浴条件实现调控。
目前MF/UF高分子膜材料主要包括醋酸纤维素（Cellulose Acetate，CA）、聚砜（Polysulfone，PSF）、聚醚砜（Polyethersulfone，PES）、聚丙烯腈（Polyacrylonitrile，PAN）、聚丙烯（Polypropylene，PP）、聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）和聚偏二氟乙烯（Polyvinylidine Fluoride，PVDF）等。
高分子分离膜材料
高分子分离膜材料高分子分离膜材料是一种具有特定结构和性能的材料，用于在液体或气体中分离、浓缩或纯化不同组分。
高分子分离膜材料广泛应用于水处理、废水处理、气体分离、食品工业等领域。
本文将介绍几种常见的高分子分离膜材料。
聚酯膜是一种常用的高分子分离膜材料，具有优异的抗化学腐蚀性能和机械强度。
聚酯膜具有独特的微孔结构，可以有效地分离和去除水中的微小颗粒、胶体和微生物等。
由于聚酯膜具有较高的通透性和分离效率，广泛应用于水处理领域。
聚醚膜是另一种常见的高分子分离膜材料，具有较高的化学稳定性和热稳定性。
聚醚膜具有独特的孔隙结构，能够有效地分离气体、液体和溶液中的组分。
聚醚膜广泛应用于气体分离、溶液浓缩和纯化等领域。
聚酰胺膜是高分子分离膜材料中一种重要的类型，具有优异的膜通透性和分离性能。
聚酰胺膜具有独特的孔隙结构，能够有效地分离和去除水中的溶解性固体、碱性和有机物质等。
聚酰胺膜广泛应用于废水处理、海水淡化和食品工业等领域。
聚酰亚胺膜是一种新型的高分子分离膜材料，具有极高的热稳定性和化学稳定性。
聚酰亚胺膜具有独特的孔隙结构和纳米级孔径，能够有效地分离和去除气体和液体中的微小分子。
聚酰亚胺膜广泛应用于气体分离、有机溶剂纯化和工业废气处理等领域。
除了上述几种常见的高分子分离膜材料外，还有许多其他种类的高分子分离膜材料，如聚丙烯膜、聚氨酯膜、聚碳酸酯膜等。
这些高分子分离膜材料各具特点，在不同的应用领域都有不同的优势。
总之，高分子分离膜材料是一类重要的功能材料，具有独特的结构和性能。
它们能够有效地分离、浓缩和纯化液体或气体中的组分，广泛应用于水处理、废水处理、气体分离、食品工业等领域。
随着科技的不断进步和需求的增加，高分子分离膜材料的研究和应用将更加广泛和深入。
高分子分离膜材料
高分子分离膜材料
一、高分子分离膜材料简介
高分子分离膜材料是一种利用普通的高分子结构来处理物质分离的一
种技术，这种技术可以实现物质的高效分离、精确和高度可控。
这些材料
的特性主要归结于所用高分子的性质。
例如：聚乙烯、聚氯乙烯、聚合氨
基酸（PA）、聚甲醛（PMMA）、聚氨酯（PU）、聚氨脂（PB）、聚乳酸（PLA）等，它们都有其独特的力学性能、流变性能，以及电、热传导性能，因而普通高分子膜逐渐成为一种新型的分离材料。
二、高分子分离膜材料的特征及应用
1、特征
高分子分离膜的主要特性有：1）表面结构改变，可进行分离物质的
排序筛选；2）透过性能强，可以进行快速分离；3）表面活性，可以有效
的抑制物质的吸附；4）结构稳定，完全不受湿热环境的影响；5）耐腐蚀
性好，可以长期稳定服役；6）膜厚薄可调，能够调节流量及过滤效果等。
2、应用
由于其良好的特性，高分子分离膜材料广泛应用于生物分离、环境保护、液体分离等领域。
（1）生物分离领域：如活性蛋白分离、核酸分离、免疫分离、抗体
分离和细胞分离等。
（2）环境保护领域：如水污染处理、废水处理、气体截留、噪声控
制等。
高分子分离膜的材料
无机高分子材料
陶瓷膜材料
如氧化铝、氧化锆等，具有极高 的化学稳定性和热稳定性，适用 于高温、高压和强腐蚀环境下的
分离过程。
玻璃膜材料
如石英玻璃、硼硅酸盐玻璃等，具 有优异的透光性和耐酸性，常用于 光学膜和生物膜反应器等领域。
金属膜材料
如不锈钢、钛合金等，具有优良的 机械性能和导电性，但成膜性较差， 常用于特殊环境下的分离过程。
聚酰亚胺类分离膜材料
聚酰亚胺（PI）是一种高性能的 高分子材料，具有优异的耐高温 性能、机械性能和电绝缘性能。
PI分离膜具有较高的选择透过性 和耐化学腐蚀性能，适用于高温、 高压和腐蚀性环境下的分离过程。
PI分离膜在制备过程中可通过调 整聚合工艺和添加剂的种类和用
量来调控膜的结构和性能。
其他有机高分子分离膜材料
金属有机骨架分离膜材料
MOFs分离膜
金属有机骨架（MOFs）是一种由金属离子和有机配体构成的多孔晶体材料，具有 可调的孔径和化学功能，适用于气体分离、液体分离和离子交换等领域。
ZIFs分离膜
类沸石咪唑酯骨架（ZIFs）是一种类似于沸石结构的金属有机骨架材料，具有良好 的热稳定性和化学稳定性，适用于高温、高压和腐蚀性环境下的分离过程。
其他无机高分子分离膜材料
碳纳米管分离膜
由碳纳米管构成的分离膜具有极高的比表面积和优异的机 械性能，适用于气体分离和液体分离等领域。
石墨烯分离膜
石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料，具有超高的 电子迁移率和机械强度，可应用于制备高性能的分离膜材 料。
无机纳米复合分离膜
将无机纳米粒子与高分子材料相结合制备而成的复合分离 膜，具有优异的力学性能和分离性能，可广泛应用于水处 理、生物医学和能源等领域。
高分子材料的膜分离性能与应用
高分子材料的膜分离性能与应用一、引言高分子材料是一类具有特殊结构和性质的化合物，广泛应用于日常生活和工业领域。
其中，高分子膜材料因其独特的分离性能受到了人们的广泛关注。
本文将探讨高分子膜材料的膜分离性能与应用，并进行分类和分析。
二、高分子材料的膜分离性能1.渗透性能高分子膜材料的渗透性能是评价其膜分离性能的重要指标之一。
渗透性能取决于高分子膜材料的孔隙结构和空间分布。
具有高孔隙率和合适孔径分布的膜材料，可实现溶剂和溶质的选择性渗透，从而实现分离作用。
2.选择性高分子膜材料的选择性是指该材料对不同溶剂或溶质的选择性渗透能力。
不同的高分子材料对不同的分子具有不同的选择性，如对有机物的选择性、离子的选择性等。
通过调节高分子材料的结构和成分，可以实现对目标组分的高选择性分离。
3.热稳定性高分子膜材料在分离过程中需要承受一定的温度和压力，因此其热稳定性也是一个重要的性能指标。
热稳定性不仅影响膜材料的使用寿命，还关系到其分离效果和稳定性。
提高高分子膜材料的热稳定性可以通过添加稳定剂、优化材料的组成和结构等方式来实现。
三、高分子材料膜分离应用的分类根据不同的分离机制，高分子材料膜分离应用可分为以下几类。
1.微滤分离微滤分离主要通过高分子膜材料的孔径，对不同粒径的微粒进行筛分。
其应用范围广泛，包括饮用水净化、食品加工、医药领域等。
高分子材料微滤膜能够有效去除悬浮固体、胶体和大分子物质等。
2.超滤分离超滤分离是利用高分子膜材料的分子筛效应，将溶液中的低分子物质、胶体颗粒等分离出来。
超滤膜广泛应用于饮用水净化、废水处理、制药工业等领域，具有高选择性和高通量的特点。
3.逆渗透分离逆渗透分离是指利用高分子逆渗透膜对水和溶质进行分离。
逆渗透膜对水分子具有高渗透性，但对大分子溶质具有较高的拒绝性。
逆渗透分离广泛应用于海水淡化、工业废水处理、饮用水净化等领域。
4.气体分离高分子膜材料在气体分离领域也有广泛应用。
例如，聚醚酯膜被广泛用于二氧化碳的分离，用于酸性气体和碱性气体的分离。
高分子分离膜
膜分离发展概况
• 膜分离过程具有低能耗、分离效率高、设备体积较小等优点，半个世纪以 来，膜分离完成了从实验室到大规模工业应用的转变，成为一项高效、节 能的新分离技术。 • 膜分离在工业上的应用以1925 年saetorious公司成立滤膜公司为起点,此 后差不多每10 年就有一项新的膜过程在工业上得到应用。 • 30 年代的微孔滤膜、40 年代开发的渗析、50 年代的电渗析、60 年代的 反渗透、70 年代的超滤、80 年代的气体分离、90 年代的渗透汽化。
高分子分离膜的发展
1846年，德国学者会拜思用硝基纤维素制成第一张高分 子膜。 1920年，麦克戈达开始观察和研究反渗透现象。 1930年，人们将纤维素膜用于超滤分离。 1940年， 离子交换膜开发和利用及电渗析方法建立。 1950年，加拿大学者萨里拉简研究反渗透。 1960年，洛伯和萨里拉简成功地制备具有完整表皮和高 度不对称的第一张高效能的反渗透膜，为该法奠定了 基础。 1970年代以来，超滤膜、微滤膜成功地开发和应用，有 支撑的液膜和乳液膜及气体分离膜也相继问世。
高分子膜分离过程
膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、 电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜 分离等。
1.微滤
鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相 中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 具体涉及领域主要有：医药工业、食品工业（明胶、葡萄酒、白酒、 果汁、牛奶等）、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生 物发酵等。
• 目前，几十万吨/天的反渗透海水淡化工厂、全氟离子交换膜制碱技术、 近万平方米的大型超滤退浆废水处理以及1000 多套中空纤维氦、氮、氢膜 分离装置投入运行等等，都说明膜分离技术的规模、水平和重要作用。
高分子分离膜材料研究进展
高分子分离膜材料研究进展摘要高分子分离膜材料是一类新型水处理材料，其在低成本、低能耗的同时还具有高效、清洁并可富集回收目标物质等优点，可以取代蒸馏、萃取、蒸发、吸附等化工单元，因而广泛应用于医药、电子、食品、环保、化工、冶金、水处理等领域，膜分离技术的核心是高分子分离膜材料。
膜分离材料作为一个热门领域，发展一日千里，通过阅读一些文献，本论文着重介绍复合分离膜、智能型分离膜、分子识别功能高分子膜、新型耐高温高分子分离膜等新型高分子分离膜。
主要介绍了以上高分子分离膜材料的概念、特性、改性方法应用以及研究进展，最后提出了一些膜分离材料在未来迫切需要解决的问题和研究方向。
关键词高分子分离膜复合分离膜智能型分离膜应用开发Review on thePolymer Membrane Material Abstract Polymer membrane material is a new type of water treatment materials, and its low cost, low energy consumption also has efficient, clean and enriching and recovering the target substance, etc., can replace distillation, extraction, evaporation, chemical adsorption unit, which is widely used in medicine, electronics, food, environmental, chemical, metallurgy, water treatment and other fields, the core membrane separation technology is the polymer membrane material. Membrane separation material as a hot area, rapid development, by reading some of the literature, this paper focuses on a composite membrane, intelligent membrane, molecular recognition polymer film, the new high-temperature polymer membrane and other new polymer membrane. Introduces the concept, features, applications, and research progress in reforming method above polymer membrane materials, and finally put forward some membrane materials urgent need to address future problems and research directions.Keywords polymer separation membrane ;composite membrane ; intelligent membrane; development and utilizationContents1 Introduction2polymer separation membrane materials2.1 composite membrane2.2intelligent membrane2.3moecular recognitio membrane2.4high temperature membrane 3Conclusion and Outlook1.引言作为一项发展迅速的高新技术，膜分离技术被认为是本世纪最有前途的技术之一[1]。
高分子分离膜材料及研究进展.
含氟高分子材料
含氟高分子材料包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等，其突出特 点是耐腐蚀性能，适合用于电解等高腐蚀场合的膜材料。聚偏氟 乙烯是偏氟乙烯的均聚物，其中-C-F-键能较高，具有良好的化学 稳定性、机械强度，作为膜材料具有很好的耐温、耐腐蚀，耐溶 剂性，多用于制备超滤膜。由于聚偏氟乙烯制备的分离膜表面自 由能低，呈非极性，故疏水性强，容易吸附水中蛋白质、胶体粒 子等疏水性物质而造成膜污染。为改善此类分离膜表面的强疏水 性，常对膜材质基体进行改性，如通过共聚、嵌段共聚等方式在 膜材料中引入亲水性基团，也可以对分离膜表面进行接枝、辐照 以提高其亲水性。
1 纤维素类
纤维素是一类资源丰富的天然高分子化合物，主要取源于 植物细胞材料，为可再生资源。纤维素高分子中椅形环状的葡 萄糖单元结构含有３个羟基基团，羟基之间形成分子间氢键， 因而纤维素的线型链结构排列比较规则，结晶度较高，结构稳 定，高度亲水而不溶于水。纤维素及其衍生物成膜性能好，成 膜后其有选择性高、亲水性强、透水量大等优点，广泛用于微 滤和超滤，也可以用于反渗透、气体分离和透析等。
2 壳聚糖类
甲壳素的化学结构与纤维素类似，是一种天然有机高分子惰性 多糖，无毒无味、耐酸碱、耐高温、耐腐蚀，具有稳定化学。甲壳 素分子中存在氢键作用，其分子链结构排列有序，所以甲壳素不溶 于水、一般有机溶剂、酸或碱溶液。甲壳素来源广泛，环境友好， 是一种具有潜在使用价值的天然资源，成膜后有较好的力学性能和 生物相容性，适合制作人工器官内使用的透析膜。壳聚糖也是一类 天然分离膜材料，由甲壳素脱乙酰化制得，分子中存在的碱性氨基 基团，经质子化后失去氢键能力，可溶于酸性溶液。由于壳聚糖分 子内含有反应活性的羟基、氨基，易进行化学修饰（酰基化、硫酸 酯化、羟乙基化、羧甲基化等），成膜后具有良好的亲水性、透过 性，适合分离水系物料。目前，壳聚糖及其衍生物多用于制备反渗 透膜、渗透汽化膜、纳滤膜、超滤膜等，并得到了很好的应用。
高分子分离膜材料
高分子分离膜材料高分子分离膜材料是一种基于高分子化合物制备的薄膜材料，用于在液体或气体中分离不同组分的一种技术。
这种膜材料具有多孔性和选择性渗透性，能够根据溶质的大小、形状和化学性质，通过膜的孔隙大小与溶质分子大小之间的相对排斥作用，实现对不同溶质物质的分离和纯化。
首先，高分子分离膜材料具有以下特性：1.多孔性：高分子膜具有丰富的孔隙结构，可以根据需要调控孔径和孔隙分布，以实现对溶质分子的排斥和选择性渗透。
2.溶质选择性：由于高分子材料中的孔隙大小和形状可以调控，使其对不同大小和化学性质的溶质具有不同的渗透性能。
这种选择性使得高分子分离膜可以实现溶质的高效分离和纯化。
3.物理化学稳定性：高分子分离膜具有良好的物理化学稳定性，可以在不同的工艺条件下使用，耐受高温、酸碱环境以及极端的操作条件。
4.可控性：通过改变高分子材料的组成和结构，可以调控膜的性能和分离效果，满足不同分离要求。
其次，高分子分离膜的制备方法：1.相间共混法：通过溶液浸渍、溶剂蒸发、热压等方法，将两种或多种高分子材料在非溶剂条件下混合制备成膜。
2.拉伸法：将高分子材料在溶剂处理下抽拉成膜，通过拉伸过程中的分子排列和取向来改善膜的性能。
3.相转移法：通过介于溶液和固体界面处的相转移过程，将高分子材料从液相转移到固相形成膜。
4.合成法：通过聚合反应或交联反应，将高分子制备成膜。
再次，高分子分离膜材料的应用领域：1.饮用水净化：高分子分离膜可以用于去除水中的悬浮物、微生物、重金属和有机物质等，提高水质。
2.污水处理：高分子分离膜可用于工业和城市污水的过滤、浓缩、脱盐和回用，实现水资源的循环利用。
3.海水淡化：高分子分离膜用于海水淡化可以去除盐分和杂质，将海水转化为可用于灌溉和饮用的淡水。
4.气体分离：高分子分离膜可以用于气体的分离纯化，例如二氧化碳的捕集和聚焦。
5.生物分离：高分子分离膜可用于分离纯化蛋白质、细胞和其他生物分子，广泛应用于生物科技领域。
高分子分离膜材料.
图1. 多孔膜的分离特性
3. 高分子分离膜发展简史
早在20世纪初已有用天然高分子或衍生物制透析、电渗析、微孔过 滤膜的例子。1960年S.洛布和S.索里拉金成功开发了各向异性的不 对称膜的制备方法，由于起分离作用的活性层极薄，流体通过膜的
阻力小，从而开拓了高分子分离膜在工业上的应用。70年代以来，
2. 膜的分类
分离膜的种类和功能繁多，不能用单一的方法来明确分类。 材料的性质——天然生物膜和合成膜。 膜的形态结构——多孔膜和非多孔膜，多孔膜又可分为对称膜和非对称膜， 而非多孔膜可分为整体不对称膜和复合膜。 膜的分离原理和推动力的不同——微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、 渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。
也用于制造超滤膜和微滤膜。醋酸纤维素膜价格便宜，膜的分离和透
过的性能良好，但pH使用范围窄（pH＝4～8），容易被微生物分解 以及在高压操作下时间长了容易压密，使透过性下降。 硝酸纤维素（CN）由纤维素和硝酸制成。价格便宜，广泛用作透析 膜和微滤膜材料。为了增加膜的强度，一般与醋酸纤维混合使用。
纤维素本身也能溶于某些溶剂，如铜氨溶液、二硫化碳等。在溶解过 程中发生降解，相对分子质量降至几万到几十万，在成膜过程中又回 复到纤维素的结构，称为再生纤维素。再生纤维素广泛用于人工肾透 析膜材料和微滤、超滤膜材料。
O H
OH H O H O
H
CH2OH
H OH H
O H H
H O H
n_ 2 2
OH H H
OH H
CH2OH
OH
OH
O OH
其上的羟基可以在催化剂（硫酸、高氯酸、氧化锌）的作用下与冰醋 酸、醋酸酐等进行酯化反应，得到其衍生物。
由于纤维素的分子量较大，结晶性很强，因而很难溶于一般的溶剂。
高分子分离膜
高分子分离膜高分子分离膜又称多毛细管膜，它是由尖锐毛状高分子单体和纤维状高分子单体经特殊处理制造而成的毛状复合物，在常温条件下具有晶格状结构，网状有序展开。
一、特点1、表面特性：高分子分离膜的表面具有极好的机械性能，表面疏松，无气泡，密度均匀，不易脱层，颜色、外观均可行。
2、分离性能：高分子分离膜有较高的分离精度、可通过细微分子，而且可在短时间内实现高效分离，分离力也较强。
3、生产周期：高分子分离膜安装快速，周期短，维护方便，经济实惠，因此常被选为分离设备。
4、耐磨性：高分子分离膜良好的机械性能，抵抗磨损，耐摩擦，耐火性，应力分布均匀，使用寿命长。
二、应用1、过滤：高分子分离膜用于过滤污水或其它颗粒悬液，可有效除去悬浮物，提高污水的透明度和浓度，以满足污水的回用要求。
2、精细化工：高分子分离膜可以用于精细化工行业，如用于气体、液体、固体和生物质的精细分级、蒸馏、浓缩、离子交换和抽提。
3、油水分离：高分子分离膜可以用于油水分离，如润滑油、乙烯油、石油性化工原料及纯烷等混合物的分离微量分离提纯等应用。
4、生物工程：高分子分离膜可用于生物分离膜、高通量限制酶断裂、细胞屏障和高通量分离等生物工程技术的应用。
三、选用注意事项1、孔径尺寸：高分子分离膜的孔径大小会影响气体、液体、固体等物质的来回流动，因此在选择时要根据实际情况，确定孔径大小。
2、使用条件：由于高分子分离膜具有一定的热稳定性，且温度越高吸附速度越快，因此选择时要根据使用的温度考量物质运行的动态特性，选择恰当的温度控制。
3、使用浓度：高分子分离膜的分离效率和浓度有关，当前的浓度越高，分离效率也就越高，反之则越低，应根据实际使用情况选择合适的浓度。
四、工艺处理1、安装：高分子分离膜在安装前应确定膜具有预算膜风化效果，其安装时要求结构清晰整齐，与机体底座密封，安装完毕应检查阀门、滤网、膜体结构是否完好，以及分离效果是否符合要求。
2、保养：高分子分离膜的使用中也需要经常进行检查维护，以免造成滤膜材料老化，被污染而造成分离效果不佳，降低了膜质量，因此，经常给滤膜加以检查，及时补充液体，注重保养滤膜设备，才能及时求出系统膜质量。
《高分子分离膜材料》课件
分类
根据分离机理可分为纳滤膜、超 滤膜、微滤膜和反渗透膜。
特点
高分子分离膜比传统分离方法更 节能环保、效率更高、过程更稳 定。
应用
高分子分离膜逐渐替代传统分离 方法应用于医药制造、食品加工、 水处理、化学制品合成等领域中。
高分子分离膜的制备方法
1
膜材料制备
材料选取、掺杂、交联、吸附等方法制备高分子材料。
2
膜材料处理
高分子材料经过膜化、电化学处理等方法制备成膜材料。
3
膜材料成型
薄膜、管膜、平板膜等多种成型方法可以制备出不同形状的高分子分离膜。
高分子分离膜的应用领域
环保
高分子分离膜广泛应用于水处 理和空气过滤等环保领域。
医药
高分子分离膜在药物制造过程 中筛选和纯化。
食品
高分子分离膜用于浓缩和分离 奶制品、酿造食品等，提高生 产效率并控制成本。
高分子分离膜的制备方法包括高分子材料制备、膜 材料处理和膜材料成型等过程。
高分子分离膜广泛应用于环保、医药、食品等领域 中。
高分子分离膜的优势包括高效节能、易于操作等， 挑战包括成本高、技术含量高等。
高分子分离膜的发展趋势包括智能化、定制化和纳 米化等。
高分子分离膜材料
本课件介绍高分子分离膜材料，包括定义和作用，分类和特点，制备方法， 应用领域，优势和挑战，发展趋势，以及结论和要点。
什么是高分ห้องสมุดไป่ตู้分离膜？
定义
高分子分离膜是一种特殊膜材料，可以将混合物中的分子通过膜孔隙分离出来。
作用
高分子分离膜在能源、环保、制药、食品等领域中发挥着重要作用。
高分子分离膜的分类和特点
高分子分离膜的优势和挑战
1 优势
分离膜高分子材料及进展
新材料分离膜高分子材料及进展Ξ吴学明,赵玉玲,王锡臣(北京工商大学化学工程系,北京 100037) 摘要:膜材料是膜分离技术的关键。
本文主要介绍了具有重要应用和发展前景的5类高分子膜材料:纤维素膜材料、聚酰亚胺膜材料、有机硅膜材料、液晶复合高分子膜材料、高分子金属络合物膜材料。
内容涉及结构、性能、改进方法、用途等。
关键词:膜材料;聚酰亚胺;液晶;络合物中图分类号:TQ320.721 文献标识码:A 文章编号:1001-9456(2001)02-0042-07PolymerMaterialsofSeparationMembranesandTheirRecentDevelo pmentsWUXue 2ming,ZHAOYu 2ling,WANGXi 2chen(DepartmentofChemicalEngineering,Bei jingTechnolo gyandBusinessUniversity,Bei jing100037,China ) Abstract:Introducedarefivekindsof polymermembranematerialsthatareofa pplicationim portance and prospects:cellulose,polyimide,or ganicsilicone,li quidcr ystalcom posite,polymermetalcom plex.Ke ywords:membranematerial;polyimide;li quidcr ystal;metalcom plex 1 前言膜技术是一种节能、高效的新技术,广泛用于电力、电子、化工、食品、医药、生物、饮料和环保领域。
膜材料的发展很快,高分子分离膜是一种具有特殊传质功能的高分子材料[1]。
例如,聚砜、聚丙烯腈、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等材质的微滤膜,以及聚氯乙烯、聚砜酰胺、磺化聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺等材质的超滤膜。
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《功能材料》课程论文考核表高分子分离膜材料的研究进展应用化学1005410220 袁强摘要：高分子分离膜是用高分子材料制作而成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。
本文将简单介绍高分子分离膜材料的起源、发展史，重点介绍高分子分离膜材料的应用前景和研究现状。
关键词：高分子材料；高分子分离膜；分离；材料1．高分子分离膜概述高分子分离膜（polymeric membrane for separation），是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。
膜分离过程就是用分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。
单位时间内流体通过膜的量（透过速度）、不同物质透过系数之比（分离系数）或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。
2．高分子分离膜的起源和发展史2.1．国外高分子分离膜发展史1849年，德国学者惠柏思用硝基纤维素制成第一张高分子膜。
1920年，麦克戈达开始观察和研究反渗透现象。
1930年，人们将纤维素膜用于超滤分离。
1940年，离子交换膜开发和利用电渗析方法建立。
1950年，加拿大学者萨利拉简研究反渗透。
1960年，洛萨和萨利拉简成功制备了具有完整表皮和高度不对称的第一张高效能反渗透膜，为该法奠定了基础。
1970年以来。
超滤膜、微滤膜成功开发和应用，有支撑的液膜和乳液膜及气体分离膜也相继问世。
2.2．国内高分子分离膜发展史我国的膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的，六十年代进入开创阶段。
1965年着手反渗透技术的探索。
1967年开始全国的海水淡化会战。
大大促进了我国膜技术的发展。
70年代进入开发阶段。
这时期，微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来，80年代跨入推广应用阶段。
80年代又是气体分离和其他膜的开发阶段。
3.高分子分离膜所用到的材料最初用作分离膜的高分子材料是纤维素酯类材料。
后来，又逐渐采用了具有各种不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺(见芳香族聚酰胺纤维)、聚四氟乙烯（见氟树脂）、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亚胺等。
高分子共混物和嵌段、接枝共聚物（见聚合物）也越来越多地被用于制分离膜，使其具有单一均聚物所没有的特性。
制备高分子分离膜的方法有流延法、不良溶剂凝胶法、微粉烧结法、直接聚合法、表面涂覆法、控制拉伸法、辐射化学侵蚀法和中空纤维纺丝法等。
4.高分子分离膜的分离原理和分离种类推动膜分离的外力可以是压力差、电位差、浓度差、温度差和化学反应高分子分离膜可按结构分为:①致密膜，膜中无微孔，物质仅从高分子链段之间的自由空间通过；②多孔质膜，一般膜中含有孔径为0.02～20μm的微孔，可用于截留胶体粒子、细菌、高分子量物质粒子等；③不对称膜，由同一种高分子材料制成，膜的表面层与膜的内部结构不相同，表面层为0.1～0.25μm薄的活性层，内部为较厚的多孔层;④含浸型膜，在高分子多孔质膜上含浸有载体而形成的促进输送膜和含有官能基团的膜，如离子交换膜；⑤增强膜，以纤维织物或其他方式增强的膜。
按膜的分离特性和应用角度可分为反渗透膜（或称逆渗透膜）、超过滤膜、微孔过滤膜、气体分离膜、离子交换膜、有机液体透过蒸发膜、动力形成膜、镶嵌带电膜、液体膜、透析膜、生物医学用膜等多种类别。
5.高分子分离膜的研究现状5.1.用于氢气的回收另类高分子分离膜对氢气具有选择性，可有效地用于合成气体的调节，冶炼气体中氢气的回收以及液态氨合成中的氢气回收，此类技术在美国广泛应用。
5.2.有机气体的回收针对一些高分子材料对有机气体有特殊的选择性、过滤性。
有机气体在此类高分子材料中穿透性快的特点，将分离膜用于有机气体的回收，如回收在塑料合成中的单分子气体，回收工业排放气中的有机物质，既使能源在利用，又净化了气体，美国和西方国家生产出的此类高分子分离膜已广泛用于化工工业及环境治理。
5.3.用于天然气的回收天然气中含有CO2，H2O和H2S是造成天然气质量低，输送管道易被腐蚀的主要原因，高分子分离膜能有效的出去此类有害物质，提高天然气质量，延长管道使用寿命。
5.4.用于氮气和氧气的直取以空气作为原料，高分子分离膜可分离出百分之九十九的氮气，含量为百分之九十以上的氧气。
新一代的高分子分离膜产品应用技术将更加精湛，用途将涉及到血液的净化，人造肝胆一类的生物工程领域，前景可观。
人工肾透析5.5.用于人类肾的过滤据不完全统计，肾病患者人群发病率为万分之五，国内按12亿人口测算，需要使用血液透析器（人工肾）治疗肾功能衰竭病人约60万人。
按每周透析1次（实际每周透析2-3次）计算，每年需要3000万只人工肾，也有资料表明至少需要1000万只。
目前国内进口的和国内组装的人工肾只能让大城市内的大医院使用，远远不能满足农村与边远地区的要求。
据资料分析,在人工肾血液透析过程中，长期使用纤维素类型中空纤维膜透析的病人血液中的中分子物质和β微球蛋白水平的升高，它将导致神经病变及透析性淀粉样变，远期并发症，这一现象已受到医学界的关注与重视，因此血液滤过的概念也随之提出，而且正在血液透析领域中得到快速地发展。
目前传统的血仿膜对上述物质几乎无清除作用。
各国学者已在研究各种合成材料中空纤维代用品。
上海德圆科技发展有限公司已纺制成可做人工肾透析器低通量与高通量的聚砜与聚醚砜中空纤维膜，这将为新型人工肾的应用奠定了基础。
5.6.生物人工肝暴发性肝功能衰竭仍是一种死亡率很高的危重病症，用一般治疗方法都不能达到理想的效果。
国内外较早地研究了微囊肝细胞⒆和体外装置等形式。
但现在生产的微囊还不足以对抗体外灌注的高血流速度所产生的切应力，从已经得到的结果分析，活肝细胞-中空纤维生物人工肝是目前最先进的人工肝装置。
中空纤维肝细胞反应器是将一束平行排例的具有一定孔径的高分子分离膜安装在一个圆型外壳内，按功能它可分为两个腔室：中空纤维管内腔和中空纤维与外壳间的外腔。
两部分通过中空纤维管壁上的微孔进行物质交换。
肝细胞种植在纤维管外表面，血液在中空纤维管内循环。
5. 7.人工胰自1889年，von Mering和Minkowski发现切除胰腺的狗可引起糖尿病，第一次说明了胰腺有调节血糖的和糖代谢的作用以来，人们对胰腺及胰岛素与糖尿病的关系予以足够的重视（中国早就认识了糖尿病这种病症，以“消渴病”为名加以了描述，并采用中草药治疗，效果尚好）。
1965年我国首先合成结晶牛胰岛素。
随着分子生物学的迅猛发展，对糖尿病的研究重点已从胰岛素分子本身转向对胰岛素作用机制的探讨。
胰岛素受体及受体后的改变，胰岛各细胞之间的功能调节及B细胞膜表面蛋白的改变等。
从医学治疗上分析，可以进行胰岛移植。
是否将胰岛中各类细胞像生物人工肝一样用中空纤维作为宿主，治疗糖尿病人的病症，这还将进行进一步的研究。
我国糖尿病的发病率为0.6%，如果将生物人工胰应用于临床，则意义十分重大。
在人工胰产品中相当重要的方面就是膜，这种产品以膜来分胰岛细胞，使膜内的胰岛细胞通过膜的传递将胰岛素输送至血液循环系统中，而血液中的氧和营养物质又通过膜传送给膜内的胰岛细胞。
现代生物医学研究上提出杂化生物材料，人工胰也是研究较多的一种代谢器官。
胰岛细胞可采用猪、大鼠、人类等胰脏细胞。
采用高分子膜材料很多，比较成功的有聚赖氨酸—海藻酸体系、聚丙烯酸酯体系、壳聚糖—海藻酸体系等。
采用pH剌激响应性高分子膜制作的杂化人工胰，当患者血糖升高时，pH值减小，膜也加大释放出足量的胰岛素，而当血糖降低时，pH值增大，膜孔收缩，减少胰胰岛素的释放，而当血糖正常时，膜孔适中。
这种根据人体状态变化进行生物调节的智能化人工胰，是最理想的人工杂化器官。
人工胰最主要的是高分子材料的生物相容性、血液相容性、材料的理化性能、细胞的培养技术等课题，同时解决细胞的生存期、细胞的更换技术及具有稳定的功能活性才能广泛地应用于临床。
5. 8.在中草药精制、浓缩中的应用中草药针剂是一种新的剂型，在中草药中有大量的鞣质、蛋白、淀粉、树脂等大分子物质，这些大分子物无药效，必须去除。
高分子分离膜可以去除这些无用物质，使药液得以澄清、浓缩，由于去除了鞣质等杂质，明显地提高了针剂的澄清度和储存稳定性。
目前当归注射液、丹参注射液等都已用超滤膜进行处理。
值得提出的是，膜技术在中药中的过滤优点远非以上这些。
应该对于中医药进行整体研究，这样才能将膜技术真正用上去，目前已有人正在研究中草药中更深层次的作用与功效，提出一种新的过滤概念，开拓一种新型中草药过滤方法，以提高药物的治疗效果，以期达到事半功倍之效，加快病人的康复。
6.对高分子分离膜材料的展望一、我们要致力于将新兴的膜分离技术和传统的工艺技术有机的结合起来，不断地将膜分离技术的研究成果从实验室推向产业化应用。
二、我们要致力于研究新的膜材料，开发新的聚合膜材料。
三、我们要致力于研究开发新的膜工艺，进一步制备超薄、高度均匀、无缺陷的非对称膜皮层技术与工艺。
四、无论在学术上还是工业化应用中，微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗透、气体分离、渗透汽化等课题的研究都将是重中之重。
参考资料：1.王志斌，申静，高朝祥，周文高分子膜材料在膜分离过程的应用.四川化工职业技术学院，四川泸州646005)2.王世荣张敬贤.分子分离膜材料的最新研究进展（1.第七一八研究所，河北邯郸056027；2.邯郸职业技术学院，河北邯郸056001）3.郑祥，朱小龙，樊耀波.膜生物反应器处理毛纺废水的中试研究[J].环境科学，2001，22（4）：91~944.甄寒菲，王志，李保安，等. 用于分离CO2的高分子膜[J]. 高分子材料科学与工程，1999，15（6）：29–31.5.梁雪梅，陆晓峰，刘光全. 复合纳滤基膜的研制. 净水技术，1999,17(3): 5～10。