1。1。2 膜分离技术的特点
膜分离技术具有能耗低、操作方便、结构紧凑、维修成本低、易于自动化[2,3]等优点。膜分离不涉及相变,对能量要求低,与蒸馏、结晶和蒸发相比有较大的差异,分离条件温和,对于热敏感物质的分离很重要。
膜分离技术的膜面易发生污染,膜分离性能低,故需采用与工艺相适应的膜面清洗方法。它的稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限,故使用范围有限,需与其他分离技术连用。
1。1。3 分离膜种类文献综述
根据被分离物质的性质可以将分离膜分为高分子膜、液体膜和生物膜等,具体分类见图1-1。
图1-1 分离膜种类
以分离应用领域过程分为微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、透析(DS)、电透析(ED)、纳米膜分离(NF)、亲和过滤(AF)、渗透气化(PV)[4]。作为一种新型的膜分离技术,超滤具有多种优点,例如:在常温无相变的温和条件下进行封闭化操作,操作过程简单,能耗低;分离的装置简单,占地面积小,单极分离效率较高;工艺流程简单,兼容性强,易与其他工艺集成;物质在分离过程中不发生质的变化,不产生副产物,适合对pH、温度、离子强度敏感的物质进行分离、浓缩和纯化;无试剂的加入,不产生二次污染,绿色环保,清洁高效;采用不同截留分子量的超滤膜能够实现有机化合物的分离或分级。超滤(Ultrafiltration)是利用筛分机理以压差为推动力的膜分离过程,适用于1-50 nm的生物大分子的分离,如蛋白质、病毒等。操作压力常为0。1-1。0 MPa[5]。
1。2 PVDF膜
聚偏氟乙烯结构式为:-[-CH2-CF2-]-,由单体偏氟乙烯CF2=CF2经悬浮聚合或乳液聚合而得到,它是一种性能较好的成膜材料[6]。聚偏氟乙烯(PVDF)为半结晶聚合物,具有突出的疏水性,热化学稳定性,优良的机械强度和优秀的成膜能力[7~9],在室温下不被酸、碱和强氧化剂或卤素腐蚀。迄今PVDF树脂的优良性能被数十年的室外应用所证明,已在光纤、X射线平板印刷术、涂料等方面广为应用。
近年来含氟聚合物又作为一种优异的膜材料,在膜分离工程领域成为人们青睐的研究对象。PVDF膜即聚偏氟乙烯膜是蛋白质印迹法中常用的一种固相支持物。PVDF膜是疏水性的,膜孔径有大有小,随着膜孔径的不断减小,膜对低分子量的蛋白结合就越牢固。聚偏二氟乙烯(PVDF)超滤(UF)膜由于其优良的性能广泛应用于化工、食品、医药、水处理、石油、矿产等行业[10,11]。
1。3 相转化法
PVDF膜作为一种高分子超滤膜,具有孔径均匀,过滤精度高、少吸附、无介质脱落等特点。制备有机高分子超滤膜的常用方法是相转化法。相转化是指铸膜液的溶剂体系为连续相的一个高分子溶液,转变为高分子是连续相的一个溶胀的三维大分子网络式凝胶的过程。在这个过程中,将高分子溶液浸入非溶剂浴中,高分子聚合物在界面快速析出,形成极薄的致密层,而在致密层下面形成了多孔层,这种外密内疏的界面即为膜的基本结构。相转化法是相转移方法中最重要的简便方法,是制膜技术发展史上重要的里程碑。相转化法制成的膜,分离层仅为0。1~1 um,透过阻力小,已经引起了研究者们越来越多的关注[12,13]。制膜工艺可分为以下几步[14,15]:(1)将有机高分子粉末状的材料与溶剂混合,通过搅拌加入添加剂,然后静置一段时间脱去其中的气泡,制成铸膜液;(2)将制备好的铸膜液通过平面的玻璃板或者纺布流延成平板型;(3)将流延好的平板放入凝胶浴中进行溶剂交换,固化成膜。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-