功能高分子第3章高分子分离膜
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多用于透析、微滤、超滤、反渗透、膜蒸
发和膜电泳等场合。
醋酸纤维素的缺点: ①在酸、碱存在下易发生水解，pH值适应范
围较窄；
②易受微生物侵蚀；
③耐热性能差；
④耐溶剂性能差。 近年来甲壳素类海藻酸钠类成为了新的分 离膜制备材料。
2、聚砜类
O
特征基团：
S O
聚砜类树脂基本特性: ① 化学稳定性好， 耐热性能好；
聚乙烯醇/丙烯腈接枝共聚物
常见材料的最高允许使用温度
名称 醋酸纤维素 聚酰胺 温度／℃ 35
聚苯并咪唑
聚苯并咪唑酮 磺化聚苯醚 磺化聚砜 聚醚砜酮
90
70 70 120 160
四、 高分子分离膜的制备方法
1、致密膜的制备
２、多孔膜的制备
３、复合膜的制备
1、致密膜的制备 (1) 溶剂涂层挥发法 高分子铸膜液刮涂在玻璃等表面、干燥 旋涂成膜仪★ (2) 水面扩展挥发法 高分子溶液在水面扩展、溶剂挥发
（2） 超滤技术应用领域 超滤技术主要用于含分子量500～500,000的微 粒溶液的分离，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。 ①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
——最上层的表面活性层，厚度0.1-1.5m
中间的过渡层；
最下面的支撑层，呈多孔状。
膜的分离性能主要取决于表面活性层和过渡层。
支撑层的作用为起支撑作用，提高膜的机械强度。
中空纤维状超滤膜的特点: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。
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。
O2、 CO2、 SO2的分离富集
制备富氧膜的材料主要两类：聚二甲基硅氧烷 （PDMS）及其改性产品和含三甲基硅烷基的高分 子材料。
富氧膜大部分可作为CO2分离膜使用，若在膜材 料中引入亲CO2的基团，如醚键、苯环等，可大大 提高CO2的透过性。 若在膜材料中引入亲SO2的亚砜基团（如二甲亚 砜、环丁砜等），则能够大大提高SO2分离膜的渗 透性能和分离性能。
② 强度高；
③ pH值适应范围为1～13。
３、聚酰胺类
如尼龙66，机械强度高，化学稳定性好，高温性能
优良。
(1) 脂肪族聚酰胺
(2) 芳香族聚酰胺 对盐水分离率99.5％，透水速率为0.6 ml/cm2.h, pH适用范围为3～11，长期使用稳定性好
对盐水分离率80~90％，透水速率低，0.076 ml/cm2.h。
２、多孔膜的制备 (1) 相转换法★ 将制膜材料用溶剂形成均相制膜液，在模具 中流延成薄层，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。 (2) 粉末烧结法★
(3) 拉伸致孔法
适用于常温下不能溶解的聚合物
如聚烯烃膜：挤出成膜→延伸、退火→拉伸
(4) 热致相分离法
聚烯烃溶于高温溶剂，制膜过程中冷却时发生
咖啡浸液等。
③印染、食品、造纸等工业中用于处理污水，
回收利用废业中有用的物质等。
4、气体分离 (1)气体分离膜的分离机理
——溶解扩散机理：气体与膜接触，分子溶解在
膜中，溶解的分子由于浓度梯度进行扩散运动，
分子在膜的另一侧逸出。★
(2) 气体分离膜的应用领域
H2的分离
美国Monsanto公司1979年首创Prism中空纤维复合气 体分离膜，主要用于氢气的分离。 其材料主要有醋酸纤维素、聚砜、聚酰亚胺等。其 中聚酰亚胺是近年来新开发的高效氢气分离膜材料， 具有抗化学腐蚀、耐高温和机械性能高等优点。 美国DuPont公司用聚酯类中空纤维制成的H2气体 分离膜，对组成为70％H2，30％CH4，C2H6，C3H8的 混合气体进行分离，可获得含90％H2的分离效果。
500,000
盐份
碳黑
颜料色素 酵母 海滩沙砾
金属离子 过滤对象 蔗糖 反渗透 过滤方法 纳滤
病毒 胶体 蛋白质 微滤 超滤
细菌 花粉 面粉
一般过滤
过程 微滤 MF 超滤 UF 反渗透 RO 气体分 离GS 渗透汽 化PV
推动力 压力差 0.1MPa 压力差 0.1~1MPa 压力差 2~10MPa 压力差 1～15MPa
5、按膜形状
★
6、 按膜功能
微滤膜 超滤膜 纳滤膜 反渗透膜 气体分离膜 离子交换膜 液膜★ 渗透汽化膜 ……
三、高分子分离膜材料
1、纤维素酯类 53%
2、聚砜类 4、聚烯烃类 5、含氟高分子材料 6、有机硅聚合物类 33.3%
3、聚酰胺类 11.7%
1、纤维素酯类——天然高分子的改性 纤维素结构式为：
H
CH2OH
H O H H
CH2OH
O H
OH H H O O
H
CH2OH
H O H H
CH2OH n_ 2 2
H OH OH H
O H
OH H H O OH
OH H
H OH H
OH H
OH
OH
+ 冰醋酸、醋酸酐 二醋酸纤维素或三醋酸纤维素
醋酸纤维素的优点: 原料易得、环保，成膜性能好，化学性质
稳定。
※熟啤的过滤
3μm膜、1μm膜过滤
※生啤的过滤 ※气体无菌过滤 ※生产用水的过滤 0.22μm膜终端过滤
2、 超滤
超滤膜是指具有从1-20nm细孔的多孔膜，它几乎
可以完全将含于溶液中的病毒、高分子胶体等微粒 子截留分离。 超滤膜均为不对称膜，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组成
一、分离膜的定义 分离膜
——膜分离过程中把流体相分隔开来的，具有选择 透过性的一薄层凝聚相物质。 二、分离膜的分类
1、按相态 固体膜★ 液体膜
2、按膜材料
无机膜：金属膜、陶瓷膜、玻璃膜等 高分子膜：纤维素类、聚砜类……
3、按膜体结构
致密膜
多孔膜
对称膜 4、按膜断面形态
★
不对称膜
复合膜
平板膜 管式膜 中空纤维膜 核孔膜
化制备锅炉用水，高纯水的制备。 海水淡化方法：多级闪蒸（MSF）、多效蒸发 （MED）和反渗透法（RO）。 目前，RO海水淡化装置的年销售额达到100多亿
美元，且以20％左右的年增长速度持续发展供应
商主要是美国和日本，应用地区主要是中东地区、
地中海地区和加勒比海地区，其次是东南亚和北
非地区。
②在医药、食品工业中用以浓缩药液、果汁、
② 孔隙大，流速快。
③ 无吸附或少吸附。
④ 无介质脱落。
⑤ 颗粒容量较小，易被堵塞。
（2） 微滤技术应用领域 ①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、发酵工业的空气净化和除菌等。
②微粒和细菌的检测。 微虑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。
③气体、溶液和水的净化
20世纪30年代，德国建立生产微滤膜的工厂 20世纪50年代，离子交换膜→电渗析 20世纪60年代，反渗透膜
超滤、纳滤、气体分离、渗透汽化、液膜……
二、膜分离特点 (1)高效
(2)节能
由于膜具有选择性，它能有选择性地 透过某些物质，而阻挡另一些物质的 透过，选择合适的膜，可以有效地进 行物质的分离、提纯和浓缩
分离N2，CO2，SO2，H2S等气体的膜，都已 有工业化的应用。 例如：从天然气中分离氮，
从合成氨尾气中回收氢，
从空气中分离N2或CO2， 从烟道气中分离SO2 ， 从煤气中分离H2S或CO2等。
水果保鲜系统：
外界气氛% O2 21 CO2 0 N2 79 硅氧烷膜 仓库气氛% O2 CO2 N2 3 5 92
(３) 聚酰亚胺
具有很好的热稳定性和耐有机溶剂能力。
下列结构的聚酰亚胺膜对分离氢气有很高的效率。
O C N C O C n O O C N Ar
４、乙烯基聚合物
聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、 聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺等
共聚物：聚丙烯醇/苯乙烯磺酸、聚乙烯醇/磺化 聚苯醚、聚丙烯腈/甲基丙烯酸酯、聚乙烯/乙烯 醇等
汽车、家具等制品的电泳涂装淋洗水中常含有1 ％～2％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 重新用于电泳涂装。
③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。
④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 等杂质，使果汁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。 ⑤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。 ⑥造纸厂的废水处理
反渗透、气体分离
二、 膜过程及其应用 微滤★ 典 型 膜 分 离 过 程 超滤★
纳滤
反渗透★
电渗析
气体分离★
新 型 膜 分 离 过 程
膜萃取
膜蒸馏
膜吸收
膜反应器
渗透蒸发★
um
0.001
0.01
0.1
1.0
10
100
1000
A
10
100
1000
10 4
10 5
10 6
10 7
分子量
100
200 5,000 20,000 150,000
膜吸收 膜反应器★
1、微滤
微滤膜是指孔径范围为0.01-10µm的多孔膜，它
可以把细菌、胶体以及气溶胶等微小粒子从流体 中比较彻底地分离除去。 流体中含有粒子的浓度不同，微滤膜的使用方 当浓度较高时，需要选择可以反复使用的膜。
式也不同。当浓度较低时，常常使用一次性滤膜；
(1) 微孔膜的特点： ① 孔径均匀，过滤精度高。
多数膜分离过程在常温下操作，被 分离物质不发生相变, 是一种低能耗， 低成本的单元操作
(3)常温下操作，适合处理热敏性物料
(4)过程简单、易于工业放大、容易操作和控制 (5)不污染环境
三、发展膜分离技术的重要性
黎念之:“要想发展化工就必须发展膜技术” 。 ★
国际学术届一致认为“谁掌握了膜技术，谁就掌握 了化工的未来”。 美国官方的文件说，“18世纪电器改变了整个工业 进程，而20世纪膜技术改变了整个面貌”。
相分离形成多孔膜
(5)溶出法
在高分子制膜液中混入某些可互溶的水溶性物
质，成膜后用水溶出。
(6)核径迹法
高能粒子流辐射高分子膜，径迹用碱液刻蚀
PC微孔滤膜
３、复合膜的制备 (1)支撑膜加涂层★ (2)支撑膜加水面扩展连续超薄膜 (3)界面缩聚法在位制备复合膜
一、膜分离机理 分离膜对某些物质可以透过，而对另外一些物 质不能透过或透过性较差的性质 ——半透性
3、反渗透★ (1)反渗透的特点
反渗透膜，孔径小于0.5nm，可截留溶质分子 (分子量一般小于500)， 操作压力为 2～100MPa。 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、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟 乙烯等。
（2）反渗透技术应用领域
①海水、苦咸水的淡化制取生活用水，硬水软
——选择透过性
膜分离机理： 1、筛分机理：被分离物质穿过聚合物分子间的 空隙，即分离膜的孔洞。★ ——多孔膜的分离机理
与常见的筛网材料相比，膜的孔径要小的多
微滤
2、溶解-扩散机理：被分离物质的分子通过在聚 合物中的扩散运动穿过分离膜。 ——致密膜的分离机理
溶解-扩散作用是指膜材料对被分离物质具有一 定溶解能力，在膜的一侧被溶解，然后从膜的一 侧扩散到另一侧，再离开膜。
5、渗透蒸发 （Ｐervaporation，PV），又称渗透汽化★
Hale Waihona Puke (1) 渗透蒸发的特点一次分离度高、操作简单、无污染、低能耗。
渗透蒸发膜的四个指标：
选择性、渗透通量、机械强度、稳定性
大气中悬浮的尘埃、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，都可通过微虑去除。
④食糖与酒类的精制 微虑膜对食糖溶液和啤、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。
⑤药物的除菌和除微粒
⑥微滤在啤酒啤酒生产中的应用：
分离机理 筛分 筛分 溶解-扩散 溶解-扩散
透过物 水、溶剂、溶 解物 溶剂、离子、 小分子 水、溶剂 易渗透气体
截留物 悬浮微粒 胶体及各 类大分子 悬浮物、 溶解物、 胶体 难渗透气 体
浓度差 分压差
溶解-扩散
易溶解或易挥 发组分
不易溶解 或难挥发 组分
新 型 膜 分 离 过 程
膜蒸馏★
膜萃取★
下
午
好
§3.1 高分子分离膜概述 §3.2 高分子分离膜的制备 §3.3 高分子分离膜分离机理与应用 作业
一、膜分离过程
膜分离（Membrane Separation）
——是以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧一 定推动力的作用下，使原料中的某组分选择性地 透过膜，从而使混合物得以分离，以达到提纯、 浓缩等目的的分离过程。
发和膜电泳等场合。
醋酸纤维素的缺点: ①在酸、碱存在下易发生水解，pH值适应范
围较窄；
②易受微生物侵蚀；
③耐热性能差；
④耐溶剂性能差。 近年来甲壳素类海藻酸钠类成为了新的分 离膜制备材料。
2、聚砜类
O
特征基团：
S O
聚砜类树脂基本特性: ① 化学稳定性好， 耐热性能好；
聚乙烯醇/丙烯腈接枝共聚物
常见材料的最高允许使用温度
名称 醋酸纤维素 聚酰胺 温度／℃ 35
聚苯并咪唑
聚苯并咪唑酮 磺化聚苯醚 磺化聚砜 聚醚砜酮
90
70 70 120 160
四、 高分子分离膜的制备方法
1、致密膜的制备
２、多孔膜的制备
３、复合膜的制备
1、致密膜的制备 (1) 溶剂涂层挥发法 高分子铸膜液刮涂在玻璃等表面、干燥 旋涂成膜仪★ (2) 水面扩展挥发法 高分子溶液在水面扩展、溶剂挥发
（2） 超滤技术应用领域 超滤技术主要用于含分子量500～500,000的微 粒溶液的分离，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。 ①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
——最上层的表面活性层，厚度0.1-1.5m
中间的过渡层；
最下面的支撑层，呈多孔状。
膜的分离性能主要取决于表面活性层和过渡层。
支撑层的作用为起支撑作用，提高膜的机械强度。
中空纤维状超滤膜的特点: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。
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。
O2、 CO2、 SO2的分离富集
制备富氧膜的材料主要两类：聚二甲基硅氧烷 （PDMS）及其改性产品和含三甲基硅烷基的高分 子材料。
富氧膜大部分可作为CO2分离膜使用，若在膜材 料中引入亲CO2的基团，如醚键、苯环等，可大大 提高CO2的透过性。 若在膜材料中引入亲SO2的亚砜基团（如二甲亚 砜、环丁砜等），则能够大大提高SO2分离膜的渗 透性能和分离性能。
② 强度高；
③ pH值适应范围为1～13。
３、聚酰胺类
如尼龙66，机械强度高，化学稳定性好，高温性能
优良。
(1) 脂肪族聚酰胺
(2) 芳香族聚酰胺 对盐水分离率99.5％，透水速率为0.6 ml/cm2.h, pH适用范围为3～11，长期使用稳定性好
对盐水分离率80~90％，透水速率低，0.076 ml/cm2.h。
２、多孔膜的制备 (1) 相转换法★ 将制膜材料用溶剂形成均相制膜液，在模具 中流延成薄层，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。 (2) 粉末烧结法★
(3) 拉伸致孔法
适用于常温下不能溶解的聚合物
如聚烯烃膜：挤出成膜→延伸、退火→拉伸
(4) 热致相分离法
聚烯烃溶于高温溶剂，制膜过程中冷却时发生
咖啡浸液等。
③印染、食品、造纸等工业中用于处理污水，
回收利用废业中有用的物质等。
4、气体分离 (1)气体分离膜的分离机理
——溶解扩散机理：气体与膜接触，分子溶解在
膜中，溶解的分子由于浓度梯度进行扩散运动，
分子在膜的另一侧逸出。★
(2) 气体分离膜的应用领域
H2的分离
美国Monsanto公司1979年首创Prism中空纤维复合气 体分离膜，主要用于氢气的分离。 其材料主要有醋酸纤维素、聚砜、聚酰亚胺等。其 中聚酰亚胺是近年来新开发的高效氢气分离膜材料， 具有抗化学腐蚀、耐高温和机械性能高等优点。 美国DuPont公司用聚酯类中空纤维制成的H2气体 分离膜，对组成为70％H2，30％CH4，C2H6，C3H8的 混合气体进行分离，可获得含90％H2的分离效果。
500,000
盐份
碳黑
颜料色素 酵母 海滩沙砾
金属离子 过滤对象 蔗糖 反渗透 过滤方法 纳滤
病毒 胶体 蛋白质 微滤 超滤
细菌 花粉 面粉
一般过滤
过程 微滤 MF 超滤 UF 反渗透 RO 气体分 离GS 渗透汽 化PV
推动力 压力差 0.1MPa 压力差 0.1~1MPa 压力差 2~10MPa 压力差 1～15MPa
5、按膜形状
★
6、 按膜功能
微滤膜 超滤膜 纳滤膜 反渗透膜 气体分离膜 离子交换膜 液膜★ 渗透汽化膜 ……
三、高分子分离膜材料
1、纤维素酯类 53%
2、聚砜类 4、聚烯烃类 5、含氟高分子材料 6、有机硅聚合物类 33.3%
3、聚酰胺类 11.7%
1、纤维素酯类——天然高分子的改性 纤维素结构式为：
H
CH2OH
H O H H
CH2OH
O H
OH H H O O
H
CH2OH
H O H H
CH2OH n_ 2 2
H OH OH H
O H
OH H H O OH
OH H
H OH H
OH H
OH
OH
+ 冰醋酸、醋酸酐 二醋酸纤维素或三醋酸纤维素
醋酸纤维素的优点: 原料易得、环保，成膜性能好，化学性质
稳定。
※熟啤的过滤
3μm膜、1μm膜过滤
※生啤的过滤 ※气体无菌过滤 ※生产用水的过滤 0.22μm膜终端过滤
2、 超滤
超滤膜是指具有从1-20nm细孔的多孔膜，它几乎
可以完全将含于溶液中的病毒、高分子胶体等微粒 子截留分离。 超滤膜均为不对称膜，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组成
一、分离膜的定义 分离膜
——膜分离过程中把流体相分隔开来的，具有选择 透过性的一薄层凝聚相物质。 二、分离膜的分类
1、按相态 固体膜★ 液体膜
2、按膜材料
无机膜：金属膜、陶瓷膜、玻璃膜等 高分子膜：纤维素类、聚砜类……
3、按膜体结构
致密膜
多孔膜
对称膜 4、按膜断面形态
★
不对称膜
复合膜
平板膜 管式膜 中空纤维膜 核孔膜
化制备锅炉用水，高纯水的制备。 海水淡化方法：多级闪蒸（MSF）、多效蒸发 （MED）和反渗透法（RO）。 目前，RO海水淡化装置的年销售额达到100多亿
美元，且以20％左右的年增长速度持续发展供应
商主要是美国和日本，应用地区主要是中东地区、
地中海地区和加勒比海地区，其次是东南亚和北
非地区。
②在医药、食品工业中用以浓缩药液、果汁、
② 孔隙大，流速快。
③ 无吸附或少吸附。
④ 无介质脱落。
⑤ 颗粒容量较小，易被堵塞。
（2） 微滤技术应用领域 ①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、发酵工业的空气净化和除菌等。
②微粒和细菌的检测。 微虑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。
③气体、溶液和水的净化
20世纪30年代，德国建立生产微滤膜的工厂 20世纪50年代，离子交换膜→电渗析 20世纪60年代，反渗透膜
超滤、纳滤、气体分离、渗透汽化、液膜……
二、膜分离特点 (1)高效
(2)节能
由于膜具有选择性，它能有选择性地 透过某些物质，而阻挡另一些物质的 透过，选择合适的膜，可以有效地进 行物质的分离、提纯和浓缩
分离N2，CO2，SO2，H2S等气体的膜，都已 有工业化的应用。 例如：从天然气中分离氮，
从合成氨尾气中回收氢，
从空气中分离N2或CO2， 从烟道气中分离SO2 ， 从煤气中分离H2S或CO2等。
水果保鲜系统：
外界气氛% O2 21 CO2 0 N2 79 硅氧烷膜 仓库气氛% O2 CO2 N2 3 5 92
(３) 聚酰亚胺
具有很好的热稳定性和耐有机溶剂能力。
下列结构的聚酰亚胺膜对分离氢气有很高的效率。
O C N C O C n O O C N Ar
４、乙烯基聚合物
聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、 聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺等
共聚物：聚丙烯醇/苯乙烯磺酸、聚乙烯醇/磺化 聚苯醚、聚丙烯腈/甲基丙烯酸酯、聚乙烯/乙烯 醇等
汽车、家具等制品的电泳涂装淋洗水中常含有1 ％～2％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 重新用于电泳涂装。
③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。
④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 等杂质，使果汁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。 ⑤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。 ⑥造纸厂的废水处理
反渗透、气体分离
二、 膜过程及其应用 微滤★ 典 型 膜 分 离 过 程 超滤★
纳滤
反渗透★
电渗析
气体分离★
新 型 膜 分 离 过 程
膜萃取
膜蒸馏
膜吸收
膜反应器
渗透蒸发★
um
0.001
0.01
0.1
1.0
10
100
1000
A
10
100
1000
10 4
10 5
10 6
10 7
分子量
100
200 5,000 20,000 150,000
膜吸收 膜反应器★
1、微滤
微滤膜是指孔径范围为0.01-10µm的多孔膜，它
可以把细菌、胶体以及气溶胶等微小粒子从流体 中比较彻底地分离除去。 流体中含有粒子的浓度不同，微滤膜的使用方 当浓度较高时，需要选择可以反复使用的膜。
式也不同。当浓度较低时，常常使用一次性滤膜；
(1) 微孔膜的特点： ① 孔径均匀，过滤精度高。
多数膜分离过程在常温下操作，被 分离物质不发生相变, 是一种低能耗， 低成本的单元操作
(3)常温下操作，适合处理热敏性物料
(4)过程简单、易于工业放大、容易操作和控制 (5)不污染环境
三、发展膜分离技术的重要性
黎念之:“要想发展化工就必须发展膜技术” 。 ★
国际学术届一致认为“谁掌握了膜技术，谁就掌握 了化工的未来”。 美国官方的文件说，“18世纪电器改变了整个工业 进程，而20世纪膜技术改变了整个面貌”。
相分离形成多孔膜
(5)溶出法
在高分子制膜液中混入某些可互溶的水溶性物
质，成膜后用水溶出。
(6)核径迹法
高能粒子流辐射高分子膜，径迹用碱液刻蚀
PC微孔滤膜
３、复合膜的制备 (1)支撑膜加涂层★ (2)支撑膜加水面扩展连续超薄膜 (3)界面缩聚法在位制备复合膜
一、膜分离机理 分离膜对某些物质可以透过，而对另外一些物 质不能透过或透过性较差的性质 ——半透性
3、反渗透★ (1)反渗透的特点
反渗透膜，孔径小于0.5nm，可截留溶质分子 (分子量一般小于500)， 操作压力为 2～100MPa。 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、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟 乙烯等。
（2）反渗透技术应用领域
①海水、苦咸水的淡化制取生活用水，硬水软
——选择透过性
膜分离机理： 1、筛分机理：被分离物质穿过聚合物分子间的 空隙，即分离膜的孔洞。★ ——多孔膜的分离机理
与常见的筛网材料相比，膜的孔径要小的多
微滤
2、溶解-扩散机理：被分离物质的分子通过在聚 合物中的扩散运动穿过分离膜。 ——致密膜的分离机理
溶解-扩散作用是指膜材料对被分离物质具有一 定溶解能力，在膜的一侧被溶解，然后从膜的一 侧扩散到另一侧，再离开膜。
5、渗透蒸发 （Ｐervaporation，PV），又称渗透汽化★
Hale Waihona Puke (1) 渗透蒸发的特点一次分离度高、操作简单、无污染、低能耗。
渗透蒸发膜的四个指标：
选择性、渗透通量、机械强度、稳定性
大气中悬浮的尘埃、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，都可通过微虑去除。
④食糖与酒类的精制 微虑膜对食糖溶液和啤、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。
⑤药物的除菌和除微粒
⑥微滤在啤酒啤酒生产中的应用：
分离机理 筛分 筛分 溶解-扩散 溶解-扩散
透过物 水、溶剂、溶 解物 溶剂、离子、 小分子 水、溶剂 易渗透气体
截留物 悬浮微粒 胶体及各 类大分子 悬浮物、 溶解物、 胶体 难渗透气 体
浓度差 分压差
溶解-扩散
易溶解或易挥 发组分
不易溶解 或难挥发 组分
新 型 膜 分 离 过 程
膜蒸馏★
膜萃取★
下
午
好
§3.1 高分子分离膜概述 §3.2 高分子分离膜的制备 §3.3 高分子分离膜分离机理与应用 作业
一、膜分离过程
膜分离（Membrane Separation）
——是以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧一 定推动力的作用下，使原料中的某组分选择性地 透过膜，从而使混合物得以分离，以达到提纯、 浓缩等目的的分离过程。