膜的分類(lèi)方法
膜的特性
◆不管膜多薄, 它一定有兩個(gè)界面。這兩個(gè)界面分別與兩側(cè)的流體相接觸。
◆膜傳質(zhì)有選擇性，它可以使流體相中的一種或幾種物質(zhì)透過(guò)，而不允許其它物質(zhì)透過(guò)。
膜的分類(lèi)方法
膜種類(lèi)和功能繁多，分類(lèi)方法有多種，大致可按膜的材料、結(jié)構(gòu)、形狀、分離機(jī)理、分離過(guò)程、孔徑大小進(jìn)行分類(lèi)。
按材料分類(lèi)，可分為無(wú)機(jī)膜和有機(jī)膜
◆目前，實(shí)用的有機(jī)高分子膜材料有：纖維素酯類(lèi)、聚砜類(lèi)、聚酰胺類(lèi)及其他材料。從品種來(lái)說(shuō)，已有成百種以上的膜被制備出來(lái)，其中約40多種已被用于工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室中。以日本為例，纖維素酯類(lèi)膜占53%，聚砜膜占33.3%，聚酰胺膜占11.7%，其他材料的膜占2%，可見(jiàn)纖維素酯類(lèi)材料在膜材料中占主要地位。
按結(jié)構(gòu)分類(lèi)：對(duì)稱(chēng)膜(微孔膜、均質(zhì)膜)、非對(duì)稱(chēng)膜、復(fù)合膜
(1)對(duì)稱(chēng)膜
膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向上是一致的，在所有方向上的孔隙率都相似，亦稱(chēng)各向同性膜(isotropic membrane)。對(duì)稱(chēng)膜雖是各向同性的，但由于膜結(jié)構(gòu)中對(duì)稱(chēng)元素的存在，也可以是各向異性的，如中空纖維的徑向各向異性膜，其他構(gòu)型的橫向各向異性膜和雙皮層中空纖維膜都是對(duì)稱(chēng)膜。
(2)非對(duì)稱(chēng)膜
當(dāng)前使用*多的膜具有精密的非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。這種膜具有物質(zhì)分離*基本的兩種性質(zhì)，即高傳質(zhì)速率和良好的機(jī)械強(qiáng)度。它有很薄的表層(0.1～1μm)和多孔支撐層(100～200μm) 。
這非常薄的表層為活性膜，其孔徑和表皮的性質(zhì)決定了分離特性，而厚度主要決定傳遞速度。多孔的支撐層只起支撐作用，對(duì)分離特性和傳遞速度影響很小，非對(duì)稱(chēng)膜除了高透過(guò)速度外，還有另一優(yōu)點(diǎn)，即被脫除的物質(zhì)大都在其表面，易于**。
(3)復(fù)合膜
◆復(fù)合膜或稱(chēng)“薄膜復(fù)合”的膜(thin—film composite membrane)，是當(dāng)前發(fā)展快、研究*多的膜。它*早用于反滲透過(guò)程;現(xiàn)已用于氣體分離、滲透汽化等膜分離過(guò)程。這種膜的選擇性膜層(或稱(chēng)活性膜層)沉積于具有微孔的底膜(支撐層)表面上，就像非對(duì)稱(chēng)性膜的連續(xù)性表皮，只是表層與底層是不同的材料，而非對(duì)稱(chēng)膜是同一種材料。
◆復(fù)合膜的性能不僅取決于有選擇性的表面薄層，而且受微孔支撐材料、結(jié)構(gòu)、孔徑、孔分布和多孔率的影響;多孔膜結(jié)構(gòu)的孔隙率愈高愈好，可使膜表層與支撐層接觸部分*小，而有利于物質(zhì)傳遞。
按形狀分類(lèi)
按分離機(jī)理分類(lèi)
（1）擴(kuò)散性膜
擴(kuò)散性膜亦稱(chēng)“分離膜”。一種具有微細(xì)多孔結(jié)構(gòu)的金屬膜片。微孔可限制普通氣流，而容許擴(kuò)散流通過(guò)，因此可以利用質(zhì)量差異來(lái)進(jìn)行同位素分離。它的研制是氣體擴(kuò)散的主要技術(shù)關(guān)鍵。
(2)離子交換膜
離子交換膜主要用于荷電物質(zhì)（通常指電解質(zhì)）的分離?；驹硎抢藐?、陽(yáng)離子交換膜的選擇透過(guò)性來(lái)分離或濃縮溶液中的電解質(zhì)。
按離子選擇性分類(lèi)
陽(yáng)離子交換膜：R-SO3H,在水中電離后，呈負(fù)電性
陰離子交換膜：R-CH2N(CH3)3OH,電離后，呈正電性
選擇性膜：
選擇性透過(guò)膜是具有活性的生物膜，他對(duì)物質(zhì)的通過(guò)既具有半透膜的物理性質(zhì)，還具有主動(dòng)的選擇性，如細(xì)胞膜。因此，具有選擇性透過(guò)膜的必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有選擇性透過(guò)，活性的生物膜才具有選擇透過(guò)性。
按分離過(guò)程分類(lèi)
（1）反滲透膜
定義：反滲透過(guò)程所用的半透膜，只能透過(guò)水分子，不能透過(guò)鹽分子。
反滲透技術(shù)原理是在高于溶液滲透壓的作用下，一句其它物質(zhì)不能透過(guò)半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái)。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效的去除水中的溶解鹽類(lèi)、膠體、微生物、有機(jī)物等。系統(tǒng)具有水質(zhì)好、耗能低、無(wú)污染、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
按孔徑大小分類(lèi)：微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜
（1）納濾膜
納濾(NF)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，孔徑為幾納米，因此稱(chēng)納濾。基于納濾分離技術(shù)的優(yōu)越特性，其在制藥、生物化工、食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。
納濾技術(shù)是*早也是應(yīng)用于海水及苦咸水的淡化方面。在食品行業(yè)中，納濾膜可用于果汁生產(chǎn)。大大節(jié)省能源，在醫(yī)藥行業(yè)可用于氨基酸生產(chǎn)、***回收等方面。
（2）超濾膜
超濾（UF）是介于納濾和微濾之間的一種膜過(guò)程，膜孔徑在0.5μm至1000μm分子量之間。超濾是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù)。超濾過(guò)程通?？梢岳斫獬赡た讖酱笮∠嚓P(guān)的篩分過(guò)程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)水流過(guò)膜表面時(shí)，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過(guò)，達(dá)到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。
超濾通常截留分子量范圍在1000～300000，故超濾膜能對(duì)大分子有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、**)、膠體、懸浮固體等進(jìn)行分離，廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)物的分離純化、除熱源。
（3）微濾膜
一般來(lái)說(shuō)，微濾膜是指一種孔徑為0.1-10μm，高度均勻，具有篩分過(guò)濾作用的特征的多孔固體連續(xù)介質(zhì)。依據(jù)微孔形態(tài)不同，微濾膜可分為兩類(lèi)：彎曲孔膜和柱狀孔膜。彎曲孔膜的孔膜結(jié)構(gòu)為交錯(cuò)連接的曲折孔道的網(wǎng)絡(luò)，而柱狀孔膜的微孔結(jié)構(gòu)為幾乎平行的貫穿膜壁的圓柱狀毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)
（4）反滲透膜
◆反滲透膜的分類(lèi)，按驅(qū)動(dòng)力可分為高壓、低壓和超低壓膜;按膜的形狀分為平板膜、中空纖維膜和管式膜;根據(jù)制膜方式可分為相轉(zhuǎn)化膜和復(fù)合膜。另外，還可根據(jù)制膜材料及應(yīng)用對(duì)象等進(jìn)行分類(lèi)。
◆反滲透型膜構(gòu)造上在表層有一很薄的致密層(0.1-1.0μm)，即脫鹽層或活化層，在表層下部是多孔支撐層，厚度為100~200μm，活化層基本上決定了膜的分離性能，支撐層只是起著活化層的載體作用，基本上不影響膜的分離性能。
結(jié)語(yǔ)
◆分離膜由高分子、金屬、陶瓷等材料制造，以高分子材料居多，按其物態(tài)又可分為固膜、液膜與氣膜三類(lèi)。氣膜分離尚處于實(shí)驗(yàn)研究中，液膜已有中試規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，主要用于廢水處理中。
◆目前大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的多為固膜，固膜主要以高分子合成膜為主，高分子膜可制成致密的或多孔的、對(duì)稱(chēng)的或不對(duì)稱(chēng)的。
◆近年來(lái)，無(wú)機(jī)陶瓷膜材料發(fā)展迅猛并進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用，尤其是在微濾、超濾及膜催化反應(yīng)及高溫氣體分離中的應(yīng)用，充分展示了其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。陶瓷膜和金屬膜亦可以是對(duì)稱(chēng)或不對(duì)稱(chēng)的，但制備方法完全不同。
