
超滤膜(Ultrafiltration Membrane)是一种具有纳米级孔径的高分子分离材料,其英文直译为"ultrafiltration membrane"。该术语由"ultra-"(超)和"filtration"(过滤)构成,特指能截留溶液中大分子物质(分子量1000-100000 Dalton)的膜分离技术。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,超滤膜的典型孔径范围在1-100纳米之间,工作压力通常为0.1-0.5 MPa。
该技术通过物理筛分原理实现物质分离,在饮用水处理领域可去除99.9%的病原微生物(WHO《饮用水水质准则》),生物制药中用于蛋白质提纯(美国药典<797>规范)。主要材质包括聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)和再生纤维素等,其中PVDF材质耐化学腐蚀性经美国材料试验协会ASTM D543标准验证可达pH 1-13范围。
超滤膜组件形式涵盖中空纤维、平板和卷式三种构型,中空纤维膜比表面积达8000 m²/m³(《膜科学技术手册》数据),已广泛应用于海水淡化预处理和血液透析等医用场景。
超滤膜是一种用于分离溶液中高分子物质或微粒的高分子半透膜,其核心功能是通过物理筛分实现高效过滤。以下从定义、原理、结构、材料和应用五个方面进行综合说明:
超滤膜以压力差为驱动力,孔径范围为1-100纳米(0.001-0.1微米),属于非对称性膜类型。它能截留分子量大于500道尔顿的颗粒,如蛋白质、病毒、胶体等,同时允许水分子、无机盐和小分子有机物通过。
在膜的一侧施加压力(通常为100-1000 kPa),溶液中的小分子物质透过膜孔,而大分子物质被截留,实现分离。这种筛分机制无需化学药剂,避免了二次污染。
常用高分子材料包括醋酸纤维素、聚砜、聚乙烯和聚酰胺等。这些材料通过特殊工艺形成微孔结构,满足不同分离需求。
不同文献对孔径和截留分子量的描述略有差异,可能与具体应用场景或膜类型有关。例如,部分资料强调截留粒径2-20纳米,而另一些则侧重分子量范围。实际选择需结合目标分离物的特性。
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