Выбор размера пор PVDF-мембран

Мембрана PVDF-это высокопроизводительный мембранный материал, широко используемый в области фильтрации и разделения. Он обладает отличной химической стабильностью, биосовместимостью и термической стабильностью. Этот мембранный материал широко применяется в различных областях, таких как медицина, пищевая промышленность, биотехнология и экологическая инженерия, для решения различных проблем обработки и разделения жидкостей. Выдающиеся характеристики PVDF-мембран в основном объясняются их микропористой структурой, а размер этих микропор широко используется для регулирования проницаемости молекул и частиц. Различные области применения требуют разных размеров пор для достижения эффективной фильтрации и разделения. Именно из-за этой универсальности выбор подходящего размера пор PVDF-мембран становится ключевым шагом в процессе принятия решений.

В этой статье мы углубимся в выбор размера пор в мембранах PVDF, включая области применения мембран разных размеров пор, ключевые факторы, влияющие на выбор, а также новейшие исследования и разработки. Понимая принципы выбора размера пор в мембранах PVDF, мы сможем лучше удовлетворить конкретные потребности приложений и повысить эффективность и надежность процессов фильтрации и разделения. Давайте начнем это исследовательское путешествие и углубимся в важность и стратегии выбора размера пор мембраны PVDF.

PVDF membrane on a gray background

Характеристики мембран PVDF

Основная структура и свойства мембраны PVDF

  • Молекулярная структура: состоит из атомов фтора (F) и атомов водорода (H), существует в B-фазе (нормальная фаза) и A-фазе (обратная фаза);
  • Термическая стабильность: обладает отличной термической стабильностью и подходит для высокотемпературных применений;
  • Химическая стабильность: Устойчив к кислотам, щелочам, растворителям и окислителям, подходит для различных химических сред;
  • Биосовместимость: обладает хорошей биосовместимостью и подходит для биомедицинских применений;
  • Микропористая структура: Пористая структура с микрометр размером порами, используемая для применений разъединения и фильтрации.

Химическая стабильность и биосовместимость

  • Кислотостойкость: PVDF мембраны имеют хорошую стабильность в различных кислотных средах.
  • Устойчивость к щелочам: выдерживает щелочные среды и не подвержена коррозии.
  • Сопротивление растворителям: Мембраны ПВДФ имеют стабильность в некоторых органических растворителях и решениях.
  • Сопротивление оксиданта: Оно может сопротивляться влиянию оксидантов.
  • Хорошая биосовместимость: PVDF мембраны демонстрируют хорошую совместимость с организмами и подходят для биомедицинских применений.
  • Биосовместимость: он играет важную роль в биологическом разделении, медицинских устройствах и других областях.

Факторы влияющие выбор размера поры

Анализ требований приложений

  • Обзор и понимание конкретных требований приложения, включая цели и требования фильтрации, разделения или очистки;
  • Определение требуемого микробного барьера или эффективности удаления частиц;
  • Определите условия эксплуатации, такие как расход, давление и температура.

Поток и сопротивление

  • Рассмотреть требуемый поток, который представляет собой количество жидкости, которое необходимо обработать за единицу времени, для обеспечения соблюдения требований к применению;
  • Рассмотреть сопротивление для поддержания стабильных условий эксплуатации;

Химическая совместимость

  • Понимать химические свойства и совместимость обрабатываемой жидкости, чтобы избежать побочных реакций между мембраной и обрабатываемым веществом;
  • Выберите мембрану PVDF, совместимую с обрабатываемой жидкостью.

Экспериментальная проверка и тестирование производительности

  • Проверьте характеристики выбранного размера пор и мембраны в лабораторных условиях, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям приложения.
  • Выполните эксплуатационные испытания для того чтобы оценить поток, сопротивление, и эффективность, и сделайте необходимые регулировки.
Таблица 1: Ряд размера поры мембраны ПВДФ и применимые индустрии
Диапазон размеров пор Классификация Основные приложения Применимые индустрии
0,1-1,2 μm МФ Микробная фильтрация, удаление частиц, разделение суспензии, удаление бактерий. Индустрия фармацевтических, еды и напитка, микробиология, медицинская.
0,01-0,1 μm УФ Молекулярное разъединение, удаление протеина, удаление пигмента, концентрация солуте. Биофармацевтические препараты, молочные продукты, очистка сточных вод, очистка питьевой воды.
0001-0,01 μm НФ Разделение соли, удаление пигмента, разъединение солуте, удаление иона металла. Очистка питьевой воды, очистка сточных вод, фармацевтическое производство, удаление ионов металла.
0,0001-0001 μm RO Деионизация, опреснение, удаление ионов тяжелых металлов, удаление бактерий, удаление органического вещества и т. Д. Опреснение, очистка питьевой воды, очистка промышленных сточных вод, электронная промышленность.
Таблица 2: Основные области применения PVDF микрофильтрационных мембран
Диапазон размеров пор Основные приложения Применимые индустрии
0,1-0,22 μm Микробная фильтрация, бактериальная и вирусная изоляция Очистки питьевой воды, медицинского применения, производства наркотиков.
0,2-0,45 μm Микробная фильтрация, удаление бактерий и частиц Обработка продуктов питания и напитков, химическая промышленность, водоочистка.
0,45 μm и выше Удаление частиц, разделение взвешенных твердых частиц, фильтрация воздуха, предварительная фильтрация жидкости Очистка сточных вод, нефтехимическая промышленность.
Примечание: Белки с молекулярной массой более 20 000 дальтонов должны использовать мембрану 0,45 μm, в то время как белки с молекулярной массой менее 20 000 дальтонов должны использовать мембрану 0,2 μm.
Таблица 3: Эффективность фильтрации микропористой мембраны ПВДФ
Диапазон размеров пор Выбор приложения Эффективность фильтрации Микробный барьер Эффективность удаления частиц
0,1-0,22 μm Микробная фильтрация, удаление частиц, разделение суспензии, удаление бактерий. Высокий, обычно достигающий 99% или выше. Блокирует большинство микроорганизмов, включая бактерии и более крупные вирусы. Эффективно удаляет мелкие частицы и микроорганизмы.
0,45 μm Удаление частиц, предварительная фильтрация, очистка сточных вод. Высокий, обычно выше 90%. Блокирует более крупные микроорганизмы, частицы и твердые частицы. Эффективно удаляет более крупные частицы и микроорганизмы.
Как правило, PVDF-мембраны с размерами пор от 0,1 μm до 0,22 μm используются для эффективной фильтрации микробов и удаления частиц, в то время как 0,45 μm PVDF-мембраны в основном используются для удаления частиц и предварительной фильтрации. Эффективность фильтрации обычно высока, а эффективность микробного барьера зависит от размера пор.