超滤（二）

4.2.6 典型超滤膜材料有哪些？ 

制备超滤膜的材料同微滤膜一样，也分为有机和无机两大类。有机高分子材料主要包括再生纤维素（RCE）、醋酸纤维素（CA）、醋酸纤维素与硝酸纤维素的混合物（CA-CN）、聚砜（PS）、聚酰胺、聚砜酰胺（PSA）、酚酞型聚醚酮（PEK-C）、聚醚醚酮（PEEK）、脂肪族二酸聚酰亚胺、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）等。常见的无机超滤膜材料主要包括多孔陶瓷、多孔金属和分子筛三类，其中已商品化的有氧化铝、氧化锆和玻璃膜。

4.2.7 各种有机超滤膜材料有哪些性能特征？ 

（1）纤维素衍生物类  纤维素类超滤膜材料研究、应用最早，成本低，成膜性好，至今仍有重要应 用。其中再生纤维素（RCE）和硝酸纤维素（CN）是较好的透析用膜材料，抗蛋白质污染的再生 纤维素超滤膜已得到广泛应用，醋酸纤维素多用于制备卷式超滤膜组件。这类膜材料的优缺点同前文微滤膜部分。（2）聚砜类  聚砜是目前主要的超滤膜材料，其中普通双酚A型聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）和聚芳砜超滤膜已经商品化，制膜工艺可采用常规相转化法。 普通双酚A型聚砜（PSF），主要优点是热稳定性高，耐化学药品性强，除了强极性溶剂、浓硫酸和浓硝酸外，对一般的酸、碱、盐、醇、脂肪烃等化学试剂稳定，拉伸强度好；缺点是耐候性（环境）、耐紫外线性较差，耐有机溶剂性也较差。 聚醚砜也称为聚芳醚砜，耐热性、耐燃性好，耐化学药品腐蚀性优良，除了浓硫酸、浓硝酸、强极性溶剂外，不受一般化学试剂侵蚀。缺点是耐紫外线性能较差。 聚芳砜比聚砜具有更好的耐高温性能，自身抗热氧化性好，抗冲击强度高，耐酸碱，能溶于强极性溶剂。聚芳砜具有吸湿性，加工前需进行干燥处理。 聚砜酰胺兼具聚砜和聚酰胺两者的特性，具有优良的耐高温、耐酸碱和抗氧化性，是我国颇具特色 的超滤膜材料。 （3）聚酰亚胺类  聚酰亚胺类材料具有耐高温、耐溶剂、耐化学品、高强度等优点。脂肪族二酸聚酰亚胺超滤膜是这类材料在膜技术领域应用的典型产品，主要用于非水溶液。 （4）聚烯烃类  聚乙烯和聚丙烯超滤膜材料特性同微滤部分，制膜工艺可采用浸没沉淀相转化法、 热致相分离法和熔融拉伸法。 （5）乙烯类聚合物  聚丙烯腈也是一类非常重要的超滤膜材料，制膜工艺为浸没沉淀相转化法，主 要性能同微滤部分。 （6）含氟聚合物  聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜制备方法主要是浸没沉淀相转化法和热致相分离法。其膜产品化学稳定性好，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素腐蚀，耐脂肪烃、芳香烃、 醇、醛等有机溶剂。缺点是膜的强度和耐压性能差。 

4.2.8 什么是分子筛膜？分子筛膜的特点是什么？ 

分子筛膜即沸石膜，是指用分子筛制成的连续、无缺陷并具有分子筛分功能的膜。 分子筛超滤膜具有与分子大小相当且均一的孔径结构，具有高温热稳定性、离子交换性、吸附性和催化性等优点。因而，在气体分离、膜催化和膜反应器等领域有着良好的应用前景。 

4.2.9 分子筛超滤膜的制备方法有哪些？ 

分子筛超滤膜种类主要有X型、Y型、ZSM-5型和SAPO-5 型等。其制备方法可概括为三种：分子筛填埋法、分子筛自撑薄膜法和原位水热合成法。 分子筛填埋法：将分子筛晶粒填埋到有机聚合物中形成分子筛填充膜。 分子筛自撑薄膜法：分子筛晶粒紧密生长在一起形成自撑薄膜。 原位水热合成法，将载体放入含有硅源、铝源、碱、水和有机胺的母液中（溶胶或凝胶），在一定的温度和压力条件下，使分子筛晶体在多孔载体表面成核并生长成连续的膜。原位水热合成法的主要缺点是很难按比例放大制备出具有工业用途的分子筛膜，而且对合成条件非常敏感，再现性低， 稍微偏离最优合成条件就可能对合成的膜的性能和质量有不利的影响；此外，此法需要使用模板剂，而在高温焙烧去除模板剂时往往伴随分子筛晶体的收缩，而这会产生或者增大分子筛膜的晶间 隙。 

4.2.10 超滤膜结构形态有哪些特点？ 

超滤膜多数为相转化法制成的非对称膜，极薄的表皮层具有一定的孔径，起筛分作用；下部是较厚的具有海绵状网络或指状结构的多孔层，起支撑作用。如图4.2.10（a）所示。 不同的超滤膜制备方法得到不同结构的支撑层。海绵状网络结构是指在膜的表皮层下面存在开放式的网络，其微孔结构形态与海绵相似［图4.2.10（b）］。热致相分离法制得的膜具有海绵状网络结构特征，浸没沉淀相转化法在制膜过程中，向凝固浴中添加溶剂时制得的膜也会出现海绵状孔结构。指状结构膜的表面是致密的皮层，下面是较厚的指状空孔结构，空孔的内壁依然是致密结构， 空孔一直延伸至膜的下部［图4.2.10（c）］。通常平板膜为单皮层结构；中空纤维膜有两种结构， 一是单皮层，另一种是内外均有致密皮层、中间夹层是支撑层。