有机膜:以有机高分子聚合物为材料制成的具有分离功能的渗透膜。这类膜的优点是容易加工成型,成本低。其缺点是在高温,高压和有强吸附组分下,性能不稳定。
无机膜:以无机材料为分离介质制成的具有分离功能的渗透膜,如金属膜、合金膜、陶瓷膜、高分子金属配合物膜、分子筛复合膜、沸石膜和玻璃膜等,它具有化学稳定性好、耐高温、孔径分布窄和分离效率高等特点,可用于气体分离等。
纤维素类是应用最早,也是应用最多的膜材,它主要用于渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜、透析膜中,在气体分离膜和渗透蒸发中也有应用。由于在较高温度、酸性和碱性条件下纤维素膜易水解,此外易被许多微生物分解,所以纤维素膜的耐久性较差。
金属膜:以金属材料,如钯、银为介质制成的具有分离功能的渗透膜。可利用其对氢的溶解机理制备超纯氢和进行加氢或脱氢膜反应。
3. 按分离机理分
根据分离机理,膜大致分为多孔膜、无孔膜和载体膜,多孔膜在处理溶液时根据颗粒大小进行分离,主要用于超滤和微滤;无孔膜利用分离体系中各组分溶解度或扩散系数的差异进行分离,主要用于气体分离、透析、蒸汽渗透等过程;载体膜是通过载体分子对某组分高度专一的亲和性来实现不同组分的分离。
膜种类 |
膜功能 |
分离驱动力 |
透过物质 |
被截流物质 |
微滤 |
多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子 |
压力差 |
水、溶剂和溶解物 |
悬浮物、细菌类、微粒子、大分子有机物 |
超滤 |
脱除溶液中的胶体、各类大分子 |
压力差 |
溶剂、离子和小分子 |
蛋白质、各类酶、细菌、病毒、胶体、微粒子、大分子有机物 |
反渗透和纳滤 |
脱除溶液中的盐类及低分子物质 |
压力差 |
水和溶剂 |
无机盐、糖类、氨基酸、有机物等 |
透析 |
脱除溶液中的盐类及低分子物质 |
浓度差 |
离子、低分子物、酸、碱 |
无机盐、糖类、氨基酸、有机物等 |
电渗析 |
脱除溶液中的离子 |
电位差 |
离子 |
无机、有机离子 |
渗透气化 |
溶液中的低分子及溶剂间的分离 |
压力差、浓度差 |
蒸汽 |
液体、无机盐、乙醇溶液 |
气体分离 |
气体、气体与蒸汽分离 |
浓度差 |
易透过气体 |
不易透过液体 |
4. 按几何形状分
无论在实验室还是在工业生产中,膜都被制成一定形式的组件作为膜分离装置的分离单元。在工业上应用并实现商品化的膜组件主要有平板型、圆管型、螺旋卷型和中空纤维膜,相应的膜几何形状为平板式、管式、毛细管式和中空纤维式。后三种皆为管状膜,他们的差别主要是直径不同:直径 〉10mm的为管式膜;直径在0.5—10mm之间的毛细管式膜;直径 〈0.5mm的为中空纤维膜。