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科普課堂(一)| 此“膜”非彼膜

閱讀:74      發布時間:2024-10-30
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提起“膜",大眾腦中往往浮現的是“手機膜"、“鋼化膜"“塑料膜"等等生活中常見的膜,但其實有一種膜雖然不經常出現在我們眼前,卻與我們的生活、健康更加的息息相關,那就是——分離膜(本文中的分離膜主要指用于分離液態流體的分離膜)。下面,就讓我們跟隨藍博士的腳步,一起初步了解一下,什么是“分離膜"。


什么是分離膜?


分離膜是一種特殊的、具有選擇性透過功能的過濾材料。不同大小的離子、分子或者顆粒對膜的選擇通過能力有差異,使它具備了能使流體內的一種或幾種物質透過,而其他物質不透過的功能特性,從而起到過濾、濃縮和分離、純化的作用。


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● 進料-原料液:被處理液體——包含有單相或多相液體的溶劑,如乳濁液和固體如高分子(聚合體)、小分子(單體、低聚體等),有些還含有懸浮物、微生物、離子。

● 截留液:含有被膜截留下物質的流體,使得過濾組件內只剩下濃縮或滯留物質。也稱為濃縮液或循環液。

● 透過液:通過膜組件的液體,包含溶劑和未被截留的物質,也稱為濾出液。


如果用我們日常生活中的用品來類比,它類似于有著不同孔徑大小的篩網,選擇相應的孔徑尺寸,就可以實現有效截留。但最大的區別在于,分離膜是一種能夠在分子范圍內進行分離的精細過濾介質,其表面和內部分布著的孔洞,孔徑大小從微米到納米甚至埃米,可以針對不同分子量級別的物質實現精準分離。


什么是膜技術,它有什么特點?


利用膜的選擇性分離特征達到濃縮、澄清、分級、純化等目的技術,被稱為膜技術。


膜技術的特點


1、高效分離

膜技術具有高效的分離能力,它可以在分子級別上進行分離,能夠實現納米級別的精度,且分離系數要高于傳統工藝,適用于產品的精制和深加工。此外,膜分離技術具有良好的選擇性和定向性,特別適用于處理高濃度有機廢水、金屬離子分離等領域。


2、節能降耗

膜技術是一種基于物理過程的分離方法,不涉及相變或化學反應,相較于傳統的蒸餾、萃取等分離方法,膜分離過程通常在常溫下進行,不需要加熱或冷卻,從而減少了能量消耗;同時也不需要添加其他化學物質,節省了原材料的使用。此外,膜技術還可以與可再生能源結合使用,以進一步降低能耗。


3、環境友好

膜技術是一種綠色、可持續技術,不需要添加助劑和發生化學反應的分離過程減少了對環境的影響,此外,可循環使用的透過液在減少成本的同時減少了污染物的排放,對環境更加友好。


4、簡便穩定

膜分離技術通常具有較高的自動化程度和穩定的運行控制,減少人為干擾,確保系統穩定運行。


因其高效、節能、環保等特點,已在新能源、生物、醫藥、食品、石油化工、電子、機械、化工冶金、稀土、紡織、環保、民用凈水、海水淡化、苦咸水淡化等多個行業得到廣泛應用,可以說與我們生活相關的方方面面,都有分離膜的影子。


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