
超濾膜(Ultrafiltration Membrane)是一種具有納米級孔徑的高分子分離材料,其英文直譯為"ultrafiltration membrane"。該術語由"ultra-"(超)和"filtration"(過濾)構成,特指能截留溶液中大分子物質(分子量1000-100000 Dalton)的膜分離技術。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,超濾膜的典型孔徑範圍在1-100納米之間,工作壓力通常為0.1-0.5 MPa。
該技術通過物理篩分原理實現物質分離,在飲用水處理領域可去除99.9%的病原微生物(WHO《飲用水水質準則》),生物制藥中用于蛋白質提純(美國藥典<797>規範)。主要材質包括聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)和再生纖維素等,其中PVDF材質耐化學腐蝕性經美國材料試驗協會ASTM D543标準驗證可達pH 1-13範圍。
超濾膜組件形式涵蓋中空纖維、平闆和卷式三種構型,中空纖維膜比表面積達8000 m²/m³(《膜科學技術手冊》數據),已廣泛應用于海水淡化預處理和血液透析等醫用場景。
超濾膜是一種用于分離溶液中高分子物質或微粒的高分子半透膜,其核心功能是通過物理篩分實現高效過濾。以下從定義、原理、結構、材料和應用五個方面進行綜合說明:
超濾膜以壓力差為驅動力,孔徑範圍為1-100納米(0.001-0.1微米),屬于非對稱性膜類型。它能截留分子量大于500道爾頓的顆粒,如蛋白質、病毒、膠體等,同時允許水分子、無機鹽和小分子有機物通過。
在膜的一側施加壓力(通常為100-1000 kPa),溶液中的小分子物質透過膜孔,而大分子物質被截留,實現分離。這種篩分機制無需化學藥劑,避免了二次污染。
常用高分子材料包括醋酸纖維素、聚砜、聚乙烯和聚酰胺等。這些材料通過特殊工藝形成微孔結構,滿足不同分離需求。
不同文獻對孔徑和截留分子量的描述略有差異,可能與具體應用場景或膜類型有關。例如,部分資料強調截留粒徑2-20納米,而另一些則側重分子量範圍。實際選擇需結合目标分離物的特性。
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