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超濾膜孔徑的測(cè)定和表征

2023.03.13 湖南

超濾膜通常采用不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，即由致密的皮層和多孔的支撐層構(gòu)成，通常支撐層的孔徑要比皮層高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。這種結(jié)構(gòu)有以下的優(yōu)點(diǎn)：

a）致密的皮層提高了過(guò)濾的精度；

b）多孔的支撐層降低了過(guò)濾的阻力，并且使得穿過(guò)皮層的微小雜質(zhì)被截留的幾率降低到最小。

這些優(yōu)點(diǎn)使得超濾基本實(shí)現(xiàn)了表面過(guò)濾，清洗恢復(fù)性比微濾有明顯的改善，因而其長(zhǎng)期通量更穩(wěn)定。

超濾膜的孔徑有很多種測(cè)定和表征方法，其中泡點(diǎn)法是實(shí)施最為簡(jiǎn)便的一種。

泡點(diǎn)法理論基礎(chǔ)是毛細(xì)現(xiàn)象。有如下的定量公式：

可以看到：

a）泡點(diǎn)測(cè)定方法測(cè)得的實(shí)際是膜上的最大孔徑；

b）膜孔徑，即毛細(xì)管直徑D 越小，泡點(diǎn)壓力越大。理論上，這個(gè)關(guān)系和膜的材質(zhì)無(wú)關(guān)。

這一原理在超濾中的一個(gè)重要應(yīng)用是完整性檢測(cè)。在超濾膜的一側(cè)為液體（水），另一側(cè)通入壓縮空氣。通過(guò)觀察氣體側(cè)壓力下降的速率，或者觀察液體側(cè)是否出現(xiàn)連續(xù)氣泡，來(lái)判斷膜的完整性。

當(dāng)然，進(jìn)一步拓展該原理的“氣體滲透法”不僅可以測(cè)定膜的最大孔徑，而且能夠測(cè)定膜的孔徑分布。

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