Влияние пористости мембраны на фильтрацию

Пористость мембраны играет жизненно важную роль в процессе фильтрации. Упомянутая здесь пористость относится к полому пространству или объемной доле пустот в материале мембраны. Это наиболее важный фактор в потоке жидкости через мембрану. В то же время пористость также по-разному влияет на фильтрационные характеристики мембраны, включая следующие аспекты:

1. Проходимость. Проницаемость фильтрующей мембраны означает легкость, с которой жидкость проходит через мембрану. Более высокая пористость обычно приводит к более высокой проницаемости, поскольку имеется больше каналов для потока жидкости, что позволяет достичь более высокой скорости фильтрации и более высокой пропускной способности. Напротив, такая высокая скорость потока повлияет на производительность фильтрации, особенно при точной фильтрации.

2. Сопротивление потоку. На поверхности высокая пористость увеличит скорость потока, но также в определенной степени увеличит сопротивление потоку, но этого недостаточно, чтобы оказать влияние, поскольку по мере увеличения пористости взаимодействие жидкости с мембраной уменьшается. Доступная площадь поверхности также увеличивается, что приводит к большему взаимодействию и потенциальному сопротивлению потоку; однако эффект сопротивления потоку зависит от конкретной структуры мембраны, распределения пор по размерам и других факторов.

3. Перехват частиц: меньший размер пор соответствует более низкой пористости, что позволяет эффективно перехватывать более мелкие частицы или молекулы в процессе фильтрации. Напротив, мембраны с более крупными порами (что соответствует более высокой пористости) пропускают более крупные частицы или молекулы. Размер пор и пористость мембраны выбираются на основе желаемых целей фильтрации и диапазона размеров частиц или растворенных веществ, которые необходимо отделить.

4. Селективность. Селективность означает способность мембраны отделять определенные компоненты из смеси. Мембрана с контролируемой пористостью может выборочно пропускать частицы определенного размера или типа, удерживая при этом другие частицы. Регулируя пористость, можно добиться желаемой селективности во время фильтрации, например, разделения частиц разного размера или выделения конкретных растворенных веществ из смеси.

5. Загрязнение и очистка. Пористость мембраны влияет на поведение засорения, которое представляет собой накопление частиц или загрязнений на поверхности мембраны или внутри ее пор. Мембраны с более высокой пористостью могут быть более восприимчивы к загрязнению, поскольку имеется больше открытого пространства для осаждения частиц, однако влияние пористости на загрязнение также зависит от поверхностного заряда, гидрофобности/гидрофильности и модификаций поверхности, нанесенных на мембрану. Сексуальные технологии и другие факторы. На процедуры очистки или обратной промывки также может влиять пористость мембраны, поскольку она влияет на эффективность удаления частиц во время цикла очистки.

Таким образом, при выборе мембраны с соответствующей пористостью важно учитывать конкретные требования применения фильтрации, балансирующие факторы, такие как проницаемость, удержание частиц, селективность и устойчивость к загрязнению, в сочетании с производительностью фильтрации и сроком службы мембраны.