水相滤膜的作用

水相滤膜的作用可以过滤水中部分有害物质，这种膜在很小的压力下可以过滤水。超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。

滤膜的原理

超滤膜随着技术的进步，其筛选功能必将得到改进和加强，对人类社会的贡献也将越来越大。超滤膜的结构有对称和非对称之分。

前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上的孔隙都是一样的，属于深层过滤；后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度为001微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层过滤。

1重力过滤 即滤液是在本身重力作用下透过过滤介质而被排出；

2加压过滤 即利用矿浆或真空压缩机对矿浆施加压力,迫使液体透过过滤介质；

3真空过滤 利用真空泵造成的真空吸力使滤液透过过滤介质而被吸出；

4离心过滤 利用离心力作用,排除矿浆中的液体；

5磁与真空过滤相结合 利用磁力和真空吸力,迫使滤液透过过滤介质而被排出主要用于磁性产品

过滤的一般分类

过滤的分类

1）按过滤过程中杂质性质的变化可以分为物理过滤和化学过滤。袋式过滤系统属于物理过滤方式，是一种清除液体中固体或胶状颗粒的死端过滤方法。

2）按过滤对象分为气体过滤与液体过滤：气体过滤主要是指去除气体中的油、水及其他颗粒杂质；我们所指的液体过滤主要是指固液分离，集中在物理过滤领域；除色和除味很多通过化学处理完成，因此不完全在我们所指的液体过滤范畴内， 但少量的除色除味工作可以通过我们活性碳滤袋吸附完成。

物理过滤的杂质截留机理：

-机械截留作用：具有截留比它孔径大或孔径相当的微粒等杂质的作用，即筛分作用。

-物理作用或吸附截留作用：除了要考虑孔径因素外，还要考虑其它因素的影响，其中包括 吸附和电性能（比如静电）的影响。

-架桥作用：通过电镜可以观察到，在孔的入口处，微粒因为架桥作用也同样可以被截留。

-内部截留作用：这种截留是将微粒截留在膜的内部，并非截在膜的表面

液体过滤可分为深层过滤和绝对过滤

1）深层过滤是在过滤层的表面和内部进行拦截的过滤方式，

无纺布（又称不织布）内的不织纤维无规则地交织在一起，大的颗粒首先被拦截在无纺布的外面，小一点的渗透进去，但到一定深度又被拦截，更小一点的杂质进一步深入，最后通过的为小于某一尺寸大小的颗粒和少量大于这一尺寸的颗粒。

通常用于深度过滤的有聚丙烯、聚酯、NOMEX、聚四氟乙烯等材质的滤袋，无纺布等过滤耗材的内部组织结构、材质的厚度、纤维表面都会对深度过滤的拦截效率产生影响。

通常，这种过滤又被称为相对过滤，过滤精度往往是按照某一孔径的杂质的过滤效率之来定义的。不同公司对滤袋精度的测试方法和达到的过滤效率要求不尽相同，有的定义为80~85%、有的定义为50~70%。导致使用不同公司的同一精度的滤袋后，实际过滤效果也不同。山姆公司可以帮助选择合适精度的滤袋。

2）绝对过滤是采用表面拦截的过滤方式，大于某一尺寸的颗粒95-999%被拦截，小于此尺寸的颗粒全部通过。

通常用于绝对过滤的有聚丙烯、聚酯、尼龙等单丝或多丝及不锈钢过滤网等材质的滤袋。

单纤绝对过滤网具有良好的卸渣能力；多纤绝对过滤网具有高的强度及过滤胶体能力。

滤袋材质表面的孔径必须大小一致，纤维编织必须紧密牢固，材质接合后要求能承受较大压力，才能防止泄漏发生，严格保证绝对过滤的效果。

目前，尼龙袋可以达到25μm的绝对过滤精度，如果绝对过滤要求小于25μm，可以配合滤芯或其他滤袋来实现。

微孔滤膜预处理环境样品前处理水样

从事水质分析的工作者应该知道，除非将采到的水样马上进行分析，否则在水样贮存以前必须进行适当的预处理。预处理主要依据被测水样的不同要求而确定测定方法，过滤是常用的预处理方法。

1水样预处理的必要性

在未过滤的样品中，由于颗粒物和溶解于样品中的其他物质之间的相互作用，有可能引起样品中重金属化学形态分布的变化。研究人员研究发现：重金属在沉积物与水的混合物中的吸附一解吸平衡时间是很快的，一般不超过三天，最大吸附发生在pH=75左右。采样后，溶液平衡的任何变化，颗粒物所提供的吸附部位都将为金属形态的迁移提供路径，而在某些条件下，解吸已吸附的金属是可能的。通常对于微量元素或有机分析，首先必须通过过滤或者离心将水样中的颗粒物质除去(如果测定颗粒物中的污染物成分，则需收集这部分样品)，然后加入保护剂，水样盛放在没有污染的容器内，并贮存在合适的温度下，以防止有效成分的损失、降解或形态变化。

高的细菌浓度伴随着沉积物的存在同样也会导致水溶性金属形态的损失。细菌和藻类的生长包括光合成及氧化等作用将会改变水样中C02的含量因而导致pH值的变化，pH值的变化往往带来沉淀，改变螯合或吸附行为以及溶液中金属离子的氧化还原作用。由于贮存样品中的细菌生长和繁殖的不可预测性质，采样后的过滤越早越好。如果时间推迟至几个小时之后，样品最好冷冻保存或者加酸酸化以便抑制细菌的生长。

2试验仪器选取

利用045μm的微孔膜可以方便地区分开溶解物和颗粒物，通过滤膜的过滤液中还可能含有01～0001μm的微生物和细菌的胶粒以及小于0001μm的溶解于水的组分。0．45μm的滤膜可以滤出所有的浮游植物和绝大多数的细菌。连续的过滤有时可能造成滤膜的堵塞，这时一般需要更换新膜或是采用加压过滤。

使用过滤仪器，应该注意仪器与溶液接触部分的材料，同时也要考虑过滤器的类型(真空还是加压)。玻璃过滤器使用橡胶塞子容易造成沾污，一般选择使用硼硅玻璃的真空抽滤系统。过滤以前，过滤器材应用稀酸洗涤，通常可以在1～3mol／L盐酸中浸泡。

未处理过的过滤膜表面极易吸附水中的镉和铅，但用来过滤河水时，未发现上述元素浓度的变化。利用未经处理的膜来过滤海水样品中的含汞样品，可能造成10％～30％的损失。然而使用处理过的玻璃纤维过滤，汞的损失可降低至7％以下。一般的滤膜使用前先用20mL 2mol／L HNO3洗涤，再用50～100mL蒸馏水冲洗。接收的烧杯或三角烧瓶必须用蒸馏水将酸冲洗干净。并将最初收集的10～20mL滤液去掉。对于海洋深水样的过滤。滤膜最好先用稀硝酸浸泡。

加压过滤或真空抽滤是通常使用的两种方法。加压过滤速度快，适用于过滤含有大量沉积物的河水水样，如果使用φ50mm、045μm膜过滤水样，速度大约在100mL／h左右，加压过滤通常使用超滤膜。

微孔过滤膜的选取

过滤时，使用前必须根据被滤介质的理化性质选用合适的微孔滤膜。作为微孔滤膜的材料有很多种，其性能又有所不同。常用微孔过滤膜有如下几种：

（1） 水系微孔滤膜：一般用于纯水相的过滤。在过滤含有机相的混合溶剂时应尽量避免使用水系滤膜，以防滤膜被溶解，因为水系滤膜一般由纤维素类的材料制成。纤维素类膜材料的特点是亲水性好、成孔性好、来源广泛，但耐酸碱和有机溶剂能力差，抗蠕变性能差。水系滤膜系列包括：醋酸纤维素膜、硝酸纤维素膜、混酯膜再生纤维素膜、聚醚砜等。

（2） 有机系微孔滤膜：用于有机溶剂的过滤。常用有机系微孔膜：聚四氟乙烯膜(PTFE)、聚偏二氟乙烯膜(PVDF)、聚偏氟乙烯

（3） 混合滤膜过滤：一般用于水系、有机系通用。混合滤膜过滤：尼龙膜、改性的聚偏氟乙烯（改良亲水性）、聚四氟乙烯膜（改良亲水性）、聚偏二氟乙烯膜（改良亲水性）。脂肪族尼龙，有良好的亲水性，耐适当浓度的酸碱，不仅适用于含有酸碱性的水溶液，亦适用于含有有机溶剂，例醇类、烃类、醚类、酯类、酮类，苯和苯的同系物，二甲基甲酰胺，二甲基亚砜等等，是适用范围最广的微滤膜之一。