微滤（四）

4.1.19 微滤膜的微孔结构有几种？各种微孔结构膜的主要特点是什么？ 

微滤膜因膜材料和制备工艺的不同，可分为：对称结构、不对称结构、核径迹-刻蚀结构。各类微滤膜断面示意如图4.1.19所示。（a）所示为直通孔结构，制备方法为核径迹-刻蚀法；（b）所示为曲通孔、（c）所示为海绵状曲通孔，以上两种制备方法为相转化法；（d）所示为细缝网格孔，制备方法为拉伸法；（e）所示为指状孔、（f）所示为单皮层孔结构、（g）所示为双皮层孔结构， 制备方法均为相转化法；（h）所示为无机膜孔结构，制备方法为烧结法。图中（a）～（d）所示 为对称孔结构，（e）～（h）所示为不对称孔结构。

依据微孔形态的差异，微滤膜的微孔结构主要有柱状孔和弯曲孔两种。一般柱状孔膜中，膜的孔隙率较低，小于10%。弯曲孔膜内部呈网络状结构，微孔为交错连接的曲折孔道，这种膜孔隙率较高，一般为35%～90%，为保证强度，膜的厚度需要大于40μm。

4.1.20 微滤膜过滤过程有哪些特点？

 ① 微滤膜具有比较整齐、均匀的多孔结构，膜孔的大小决定了膜的截留性能，所有比膜孔绝对值大的粒子全面截留； ② 微滤膜的孔径基本呈正态分布，最大孔径与平均孔径之比一般为3～4，过滤精度高，可靠性强； ③ 微滤膜的孔隙率高，在同等过滤精度下，通量大； ④ 微滤膜为连续整体结构，使用过程中无介质脱落，不产生二次污染； ⑤ 微滤膜的厚度小（1～300μm），过滤时对过滤对象的吸附量少，可大大减少物料的吸附损失； ⑥ 微滤膜比表面积小，颗粒容纳量小，易被物料中与膜孔大小相近的颗粒堵塞。 

4.1.21 如何表征膜的孔径？如何测定微滤膜孔径？ 

微滤膜的孔径可以用最大孔径、平均孔径和孔径分布来表征。孔结构不同的膜，孔径测定方法也有所不同，一般有直接法和间接法。直接法分为电子显微镜观察法和X射线小角度散射测量法。间接测定法是利用一些与孔径有关的物理现象，通过实验测出各有关物理参数，并在孔隙为均匀直通孔 的假设条件下计算出孔隙的等效孔径。间接测定法有泡点法、压汞法、渗透法、气体流量法、已知颗粒通过法、干湿空气滤速法等。柱状孔膜的孔径大小可以通过扫描电镜直接观察得到；弯曲孔膜的孔径大小需要通过间接测定。 

4.1.22 什么是泡点法？ 

泡点法也称为泡压法，是测定多孔膜孔径的方法之一，微滤膜最大孔径和最小孔径常用此法测定。 此方法的测试过程和原理是：当多孔膜的孔被已知表面张力的液体（酒精或水）充满，当力平衡时，即毛细管力等于液体重力，气体通过膜孔所需的压力与膜孔半径存在如下关系：

式中，r为膜孔半径；σ为液体表面张力；θ为液体与孔壁之间的接触角；p为测试压力。 测试过程中，先将膜浸润后装入测试池中，通入氮气，压力缓慢上升，至膜面上出现的第一个气泡所对应压力计算出的孔半径作为膜的最大孔径；通过分段升压的方法可以测定孔径分布；用气泡最多时对应的压力计算出膜的最小孔径。由最大孔径和最小孔径可以计算出膜的平均孔径。 

4.1.23 膜孔隙率测试方法有哪几种？ 

常用的微滤膜孔隙率测试方法有压汞法、体积-称重法和干-湿膜质量法。其中体积-称重法测得的是总孔隙率，干-湿膜质量法测得的是开孔孔隙率，压汞法可以同时得到开孔孔隙率和总孔隙率。