Membrana filtrante microporosaEl principio central de filtración es el cribado físico, a través de pequeños poros distribuidos uniformemente en el cuerpo de la membrana, se logra el efecto de separación de "interceptar impurezas mayores que el tamaño del agujero y permitir que los fluidos menores del tamaño del agujero pasen por sustancias de moléculas pequeñas", complementadas con funciones auxiliares como la adsorción y la construcción de puentes para mejorar la precisión de la filtración.
1. mecanismo central: cribado físico, interceptación precisa por "tamaño"
Este es el principio de acción más básico y principal de la membrana filtrante microporosa, similar al proceso de selección de "tamiz".
La estructura de la membrana determina la capacidad de retención: el tamaño del poro de la membrana filtrante microporosa suele estar entre 0,02 micras y 10 micras, y la distribución del poro es uniforme. Cuando el líquido o gas a filtrar fluye a través de la superficie de la membrana, las partículas mayores que el tamaño del agujero de la membrana (como bacterias, sedimentos, impurezas suspendidas) se bloquean en la superficie de la membrana o en la entrada del agujero y no pueden pasar; Las moléculas de agua, disolventes, solutos de moléculas pequeñas, etc., que son más pequeños que el tamaño del agujero, pueden pasar sin problemas por el agujero de la membrana para lograr la separación sólido - líquido o gas - sólido.
- el tamaño del poro coincide directamente con el objetivo de retención: por ejemplo, una membrana filtrante microporosa de 0,22 micras, que puede interceptar la gran mayoría de bacterias (el tamaño de las bacterias comunes es de 0,5 micras - 5 micras), comúnmente utilizadas para la esterilización de líquidos químicos en la industria farmacéutica; La membrana de 0,45 micras se utiliza principalmente para eliminar partículas suspendidas y algunos microorganismos en el agua y adaptarse a escenarios convencionales de purificación de agua.
2. mecanismo auxiliar: adsorción y construcción de puentes para fortalecer el efecto de filtración
Sobre la base del cribado físico, algunas escenas irán acompañadas de adsorción y construcción de puentes para mejorar aún más la eficiencia de filtración, especialmente para partículas pequeñas cercanas al tamaño del agujero de la membrana.
- adsorción: los materiales de membrana (como el PVDF de polifluoruro de vinilideno, el NC de nitrato de celulosa) tienen cargas débiles o grupos polares en la superficie y absorben partículas finas (como coloides, pequeñas partículas suspendidas) en el sistema a filtrar a través de vandewar, electricidad estática, etc., incluso si el tamaño de estas partículas es ligeramente inferior al tamaño del poro de La membrana, pueden ser adsorbidos y interceptados, reduciendo el riesgo de "filtración".
- Acción de construcción de puentes: cuando varias partículas finas fluyen hacia el agujero de la membrana al mismo tiempo, se "puente" entre sí en la entrada del agujero de la membrana para formar una pequeña "capa de pastel de filtro", y las partículas que fluyen a continuación serán interceptadas aún más por esta capa de pastel de filtro, lo que equivale a formar un "filtro secundario más fino" sobre la base del agujero de la membrana original, mejorando indirectamente la precisión de la filtración.
3. premisa clave: apertura de agujeros de membrana y fuerza motriz de filtración
Para que los principios anteriores se apliquen eficazmente, es necesario cumplir dos premisas clave, que también son el núcleo de la aplicación práctica para garantizar el efecto de filtrado.
Los agujeros de membrana deben mantenerse fluidos: si la concentración de impurezas en el sistema a filtrar es demasiado alta, un gran número de partículas bloquearán rápidamente los agujeros de membrana, lo que provocará una disminución o incluso un fracaso del flujo de filtración. Por lo tanto, en el uso real, a menudo es necesario combinar el pretratamiento (por ejemplo, eliminar las partículas grandes a través de la filtración gruesa primero), o seleccionar una membrana de filtro microporosa con "hidrofílicidad" (reducir la absorción de impurezas) y materiales "resistentes a la contaminación".
Es necesario proporcionar una fuerza motriz razonable: debido al pequeño tamaño del agujero de la película filtrante microporosa, el líquido se verá sometido a cierta resistencia al pasar, y es necesario impulsar el líquido a través de la película con la ayuda de una fuerza motriz externa. Las fuerzas impulsoras comunes incluyen la diferencia de presión (como la filtración a presión positiva, la filtración a presión negativa), la gravedad (adecuada para la filtración a baja velocidad de membranas de baja viscosidad y gran apertura), en las que la conducción a presión es una forma común en la industria y el laboratorio, que puede mejorar la velocidad y eficiencia de la filtración.
En resumen,Membrana filtrante microporosaEl proceso de filtración se basa en el "cribado físico", a través de un diseño preciso del agujero para lograr la separación por tamaño, luego se basa en la adsorción, la construcción de puentes para optimizar el efecto, y finalmente se completa la tarea de separación eficiente y precisa con la bendición de una fuerza motriz razonable, que también es la razón central por la que se puede utilizar ampliamente en medicina, alimentos, protección del medio ambiente y otros campos.