CN112403283A - 一种过滤提纯分子的滤过膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过滤提纯分子的滤过膜，包括蜂窝状的过滤膜Ⅰ、中间过滤层和蜂窝状的过滤膜Ⅱ，蜂窝状的过滤膜Ⅰ为涂带正电荷的过滤膜，中间过滤层为不带任何电子的过滤膜，蜂窝状的过滤膜Ⅱ为涂带负电荷的过滤膜，中间过滤层与蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ制作成一个整体结构的滤过膜，该滤过膜为中空结构，该滤过膜的中空区域形成空隙区，过滤方法：安装时，将过滤提纯分子的滤过膜安装于要提纯过滤分子的设备管道上，中间过滤层与设备管道上的出口连接，混合分子通过中间过滤层过滤进入到滤过膜的空隙区，再从空隙区分别通过蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ过滤，并分别得到带正电荷的分子和带负电荷的分子。
Description
技术领域
本发明涉及一种滤过膜，特别是一种过滤提纯分子的滤过膜。
背景技术
过滤膜在工业上是常有的，主要用于过滤，目前工业上会出现很多混合分子的情况，需要对该混合分子进行过滤，而现有过滤膜的组成比较单一，故不能很好的解决该问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种过滤提纯分子的滤过膜，以解决现有工业在分离混合分子的问题。
解决上述技术问题的技术方案是：一种过滤提纯分子的滤过膜，包括蜂窝状的过滤膜Ⅰ、中间过滤层和蜂窝状的过滤膜Ⅱ，蜂窝状的过滤膜Ⅰ为涂带正电荷的过滤膜，中间过滤层为不带任何电子的过滤膜，蜂窝状的过滤膜Ⅱ为涂带负电荷的过滤膜，中间过滤层与蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ制作成一个整体结构的滤过膜，该滤过膜为中空结构，该滤过膜的中空区域形成空隙区，蜂窝状的过滤膜Ⅰ、中间过滤层和蜂窝状的过滤膜Ⅱ分别相互连接构成中空的过滤提纯分子的滤过膜；中间过滤层为滤过膜的入口，蜂窝状的过滤膜和蜂窝状的过滤膜分别为滤过膜的出口。过滤方法：安装时，将过滤提纯分子的滤过膜安装于要提纯过滤分子的设备管道上，中间过滤层与设备管道上的出口连接，混合分子通过中间过滤层过滤进入到滤过膜的空隙区，再从空隙区分别通过蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ过滤，并分别得到带正电荷的分子和带负电荷的分子。
本发明的进一步技术方案是：中间过滤层上开设有过滤孔。
蜂窝状的过滤膜Ⅰ为用纤维或纳米及石墨烯材料制成的膜，蜂窝状的过滤膜Ⅰ包括蜂窝状的过滤膜层Ⅰ、蜂窝状的过滤膜层Ⅱ和蜂窝状的过滤膜层Ⅲ，蜂窝状的过滤膜层Ⅱ位于蜂窝状的过滤膜层Ⅰ和蜂窝状的过滤膜层Ⅲ之间，蜂窝状的过滤膜层Ⅰ为设有螺旋状过滤孔的滤膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅱ为呈纤维网状结构的滤膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅲ为设有足突的滤膜。
蜂窝状的过滤膜Ⅱ为用纤维或纳米及石墨烯材料制成的膜，蜂窝状的过滤膜Ⅱ包括蜂窝状的过滤膜层Ⅳ、蜂窝状的过滤膜层Ⅴ和蜂窝状的过滤膜层Ⅵ，蜂窝状的过滤膜层Ⅴ位于蜂窝状的过滤膜层Ⅳ和蜂窝状的过滤膜层Ⅵ之间，蜂窝状的过滤膜层Ⅳ为设有螺旋状过滤孔的滤膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅴ为呈纤维网状结构的滤膜，蜂窝状的过滤膜层为设有足突的滤膜。
过滤提纯分子的滤过膜为方形结构，该滤过膜的上下端面分别为蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ，滤过膜的左右端面分别为中间过滤层，滤过膜的前后端面可分别为蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ的连接处，或者滤过膜的前后端面可分别为不能通任何分子的结构。
由于采用上述技术方案，本发明之一种过滤提纯分子的滤过膜，具有以下有益效果：
本发明包括蜂窝状的过滤膜、中间过滤层和蜂窝状的过滤膜，蜂窝状的过滤膜为涂带正电荷的过滤膜，中间过滤层为不带任何电子的过滤膜，蜂窝状的过滤膜为涂带负电荷的过滤膜。蜂窝状的过滤膜、中间过滤层和蜂窝状的过滤膜分别相互连接构成中空的过滤提纯分子的滤过膜，使用时将中间过滤层与设备管道上的出口连接，混合分子通过中间过滤层过滤进入到滤过膜的空隙区，再从空隙区分别通过蜂窝状的过滤膜和蜂窝状的过滤膜过滤，并分别得到带正电荷的分子和带负电荷的分子，以解决现有工业在分离混合分子的问题。本发明创造结构简单、价格低廉且性能稳定；受环境因素影响小，在工业上用途广泛。在工业领域中有很大的市场推广价值。
下面，结合说明书附图和具体实施例对本发明之一种过滤提纯分子的滤过膜的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：一种过滤提纯分子的滤过膜的结构示意图。
在上述附图中，各标号说明如下：
1-蜂窝状的过滤膜Ⅰ，1-1-蜂窝状的过滤膜层Ⅰ，1-2-蜂窝状的过滤膜层Ⅱ，1-3-蜂窝状的过滤膜层Ⅲ，3-蜂窝状的过滤膜Ⅱ，3-1-蜂窝状的过滤膜层Ⅳ，3-2-蜂窝状的过滤膜层Ⅴ，3-3-蜂窝状的过滤膜层Ⅵ，2-中间过滤层，4-空隙区，5-滤过膜。
具体实施方式
一种过滤提纯分子的滤过膜，包括蜂窝状的过滤膜Ⅰ1、中间过滤层2和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3，蜂窝状的过滤膜Ⅰ1、中间过滤层2和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3分别为带有不同电荷的过滤膜，蜂窝状的过滤膜Ⅰ1为涂带正电荷的过滤膜，中间过滤层2为不带任何电子的过滤膜，蜂窝状的过滤膜Ⅱ3为涂带负电荷的过滤膜，中间过滤层2与蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3制作成一个整体结构的滤过膜，该滤过膜为中空结构，该滤过膜的中空区域形成空隙区4，即蜂窝状的过滤膜Ⅰ1、中间过滤层2和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3分别相互连接构成中空的过滤提纯分子的滤过膜，中间过滤层2为滤过膜的入口，蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3分别为滤过膜的出口。过滤方法：安装时，将过滤提纯分子的滤过膜安装于要提纯过滤分子的设备管道上，中间过滤层2与设备管道上的出口连接，混合分子通过中间过滤层2过滤进入到滤过膜的空隙区4，再从空隙区4分别通过蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3过滤，并分别得到带正电荷的分子和带负电荷的分子。中间过滤层2上开设有过滤孔。蜂窝状的过滤膜Ⅰ1为用纤维或纳米及石墨烯材料制成的膜，蜂窝状的过滤膜Ⅰ1包括蜂窝状的过滤膜层Ⅰ1-1、蜂窝状的过滤膜层Ⅱ1-2和蜂窝状的过滤膜层Ⅲ1-3，蜂窝状的过滤膜层Ⅱ1-2位于蜂窝状的过滤膜层Ⅰ1-1和蜂窝状的过滤膜层Ⅲ1-3之间，蜂窝状的过滤膜层Ⅰ1-1为设有螺旋状过滤孔的滤膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅱ1-2为呈纤维网状结构的滤膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅲ1-3为设有足突的滤膜。蜂窝状的过滤膜Ⅱ3为用纤维或纳米及石墨烯材料制成的膜，蜂窝状的过滤膜Ⅱ3包括蜂窝状的过滤膜层Ⅳ3-1、蜂窝状的过滤膜层Ⅴ3-2和蜂窝状的过滤膜层Ⅵ3-3，蜂窝状的过滤膜层Ⅴ3-2位于蜂窝状的过滤膜层Ⅳ3-1和蜂窝状的过滤膜层Ⅵ3-3之间，蜂窝状的过滤膜层Ⅳ3-1为设有螺旋状过滤孔的滤膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅴ3-2为呈纤维网状结构的滤膜，蜂窝状的过滤膜层3-3为设有足突的滤膜。过滤提纯分子的滤过膜为方形结构，该滤过膜的上下端面分别为蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3，滤过膜的左右端面分别为中间过滤层2，滤过膜的前后端面可分别为蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3的连接处，或者滤过膜的前后端面可分别为不能通任何分子的结构。或者，中间过滤层2为由不带任何电子的过滤膜制成的中空结构，蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3分别位于中间过滤层2的上端面和下端面上，中间过滤层2的侧壁为入口，中间过滤层2的入口处开设有过滤孔，即蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3分别设置于中间过滤层2的上端表面和下端表面上，使用时物质从中间过滤层2的侧壁通过不带任何电子的过滤膜过滤进入到中间过滤层2的空隙区4，然后再从空隙区4分别通过蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3过滤，最后分别得到带正电的物质和带负电的物质。蜂窝状的过滤膜层Ⅰ1-1、蜂窝状的过滤膜层Ⅱ1-2和蜂窝状的过滤膜层Ⅲ1-3分别为同样的膜，只不过里面过虑孔形状不一样，蜂窝状的过滤膜层Ⅰ1-1、蜂窝状的过滤膜层Ⅱ1-2和蜂窝状的过滤膜层Ⅲ1-3合成一个整体过滤膜。同理，蜂窝状的过滤膜层Ⅳ3-1、蜂窝状的过滤膜层Ⅴ3-2和蜂窝状的过滤膜层Ⅵ3-3分别为同样的膜，只不过里面过虑孔形状不一样，蜂窝状的过滤膜层Ⅳ3-1、蜂窝状的过滤膜层Ⅴ3-2和蜂窝状的过滤膜层Ⅵ3-3合成一个整体过滤膜，过滤膜上的电子极性可以找自带的材料，或者可以通过工艺涂上去的。纤维，纳米或石墨烯等材料处理一下都可以附带正电子戓负电子的。故蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3可通过工艺将电子涂附在材料上或者通过工艺制作成带电子极性的膜。
具体实施例：一种过滤提纯分子的滤过膜，主要由蜂窝状的过滤膜Ⅰ1、蜂窝状的过滤膜层Ⅰ1-1、蜂窝状的过滤膜层Ⅱ1-2、蜂窝状的过滤膜层Ⅲ1-3、蜂窝状的过滤膜Ⅱ3、蜂窝状的过滤膜层Ⅳ3-1、蜂窝状的过滤膜层Ⅴ3-2、蜂窝状的过滤膜层3-3、中间过滤层2和空隙区4组成。所有的过滤膜层分别设计成一个整体，并可以设计成圆形或方形的蜂窝状等不同形状。中性过滤层2与蜂窝状的过滤膜Ⅰ1、蜂窝状的过滤膜Ⅱ3制作成一个整体的过滤提纯分子的滤过膜，该整体的滤过膜中间设计有空隙区4，外部设计为不能通任何分子的外部层。分子物质通过中性过滤层2进入空隙区4后分正负电子分别进入蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3，从蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3过滤滤出，达到提纯过滤的目的。就样设计成一种过滤提纯分子的滤过膜总成5。
蜂窝状的过滤膜Ⅰ1为涂带正电荷的膜，膜可以用纤维或纳米及石墨烯材料制成，蜂窝状的过滤膜层Ⅰ1-1结构设计成螺旋状滤过膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅰ1-1上设有螺旋结构的滤过膜孔（过滤孔）。蜂窝状的过滤膜层Ⅰ1-1上涂带的正电荷起到电荷屏障作用；滤过膜孔的大小相当于机械屏障，能阻止大于滤过膜孔直径的大分子通过。蜂窝状的过滤膜层Ⅱ1-2结构设计成呈微纤维网状结构，蜂窝状的过滤膜层Ⅱ1-2上带的正电荷起到电荷屏障作用；纤维网状结构上的滤过膜孔的大小相当于机械屏障，能阻止大于纤维网状结构孔直径的大分子通过。蜂窝状的过滤膜层Ⅲ1-3结构设计成具有足突，相互交错的足突之间形成裂隙。裂隙上有一层用于过滤的裂隙隔膜，裂隙隔膜上有直径的孔，它可以阻止由内、中两层滤出的大分子5通过，是滤过的最后一道屏障。这三层共同构成了滤过膜层1。
中间过滤层2为不带任何电子的过滤层，中间过滤层2上的过滤膜可设计成蜂窝状，中间过滤层2上的过滤孔可设计成螺旋状的机械孔，螺旋状的机械孔在压力和流速作用下，流速更快。中间过滤层2与蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3之间有空隙区4，混合分子从中间过滤层2的中性层过滤进入到空隙区4时，从中间过滤层2阻止大分子5通过，使小分子6物质通过螺旋状的机械孔进入空隙区4，再分别通过带电荷的蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3过滤，分别得到带正电的物质和带负电的物质。
蜂窝状的过滤膜Ⅱ3为涂带负电荷的膜，膜可以用纤维或纳米及石墨烯材料制成，蜂窝状的过滤膜层Ⅳ3-1结构设计成螺旋状滤过膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅳ3-1上设有螺旋结构的滤过膜孔，蜂窝状的过滤膜层Ⅳ3-1带的负电荷起到电荷屏障作用；滤过膜孔的大小相当于机械屏障，能阻止大于滤过膜孔直径的大分子通过。蜂窝状的过滤膜层Ⅴ3-2结构设计成可以呈微纤维网状结构，蜂窝状的过滤膜层Ⅴ3-2带有的负电荷起到电荷屏障作用；纤维网状结构孔的大小相当于机械屏障，能阻止大于纤维网状结构孔直径的大分子通过。蜂窝状的过滤膜层3-3结构设计成具有足突，相互交错的足突之间形成裂隙。裂隙上有一层用于过滤的裂隙隔膜，裂隙隔膜上有直径的孔，它可以阻止由内、中两层滤出的大分子通过，是滤过的最后一道屏障。这三层共同构成了滤过膜层3。
安装时，将一种过滤提纯分子的滤过膜设置于要提纯过滤分子的设备管道上，在设定好压力、流速、阻力及化学、物理等因素的条件下，混合分子进入过滤提纯分子的滤过膜5，混合分子从中性层过滤层2入口处的一端进入，在经过中性层过滤层2时，通过中性层过滤层2阻止大分子通过，使小分子物质和残余的大分子通过螺旋状的机械孔进入空隙区4，带电荷的小分子分别从的蜂窝状的过滤膜Ⅰ1和蜂窝状的过滤膜Ⅱ3过滤出，中性分子，从中性过滤层2另一端过滤出，达到提纯过滤目的。
由于蜂窝状的过滤膜Ⅱ3的各层含有许多带负电荷的物质，所以蜂窝状的过滤膜Ⅱ3的通透性还决定于被滤过物质所带的电荷。这些带负电荷的物质排斥带负电荷的分子，限制它们的滤过。即使分子有效半径比滤孔道小，但由于其带负电荷，因此难于通过滤过膜。而有效半径相同时，带正电荷的物质比带负电荷的容易通透。因为蜂窝状的过滤膜Ⅱ3上主要带有负电荷，它们可排斥带负电荷的物质。在蜂窝状的过滤膜Ⅱ3的三层结构中，每一层都设计有覆盖着带电物质，这些带负电的基团能阻止带相同电荷的物质通过，起着电化学屏障的作用 。
由于蜂窝状的过滤膜Ⅰ1的各层含有许多带正电荷的物质，所以蜂窝状的过滤膜Ⅰ1的通透性还决定于被滤过物质所带的电荷。这些带正电荷的物质排斥带正电荷的分子，限制它们的滤过。即使分子有效半径比滤孔道小，但由于其带正电荷，因此难于通过滤过膜。而有效半径相同时，带负电荷的物质比带正电荷的容易通透。因为蜂窝状的过滤膜Ⅰ1上主要带有正电荷，它们可排斥带正电荷的物质。在蜂窝状的过滤膜Ⅰ1的三层结构中，每一层都设计有覆盖着带电物质，这些带正电的基团能阻止带相同电荷的物质通过，起着电化学屏障的作用。
Claims (5)
1.一种过滤提纯分子的滤过膜，其特征在于：包括蜂窝状的过滤膜Ⅰ、中间过滤层和蜂窝状的过滤膜Ⅱ，蜂窝状的过滤膜Ⅰ为涂带正电荷的过滤膜，中间过滤层为不带任何电子的过滤膜，蜂窝状的过滤膜Ⅱ为涂带负电荷的过滤膜，中间过滤层与蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ制作成一个整体结构的滤过膜，该滤过膜为中空结构，该滤过膜的中空区域形成空隙区，蜂窝状的过滤膜Ⅰ、中间过滤层和蜂窝状的过滤膜Ⅱ分别相互连接构成中空的过滤提纯分子的滤过膜；过滤方法：安装时，将过滤提纯分子的滤过膜安装于要提纯过滤分子的设备管道上，中间过滤层与设备管道上的出口连接，混合分子通过中间过滤层过滤进入到滤过膜的空隙区，再从空隙区分别通过蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ过滤，并分别得到带正电荷的分子和带负电荷的分子。
2.根据权利要求1所述的一种过滤提纯分子的滤过膜，其特征在于：中间过滤层上开设有过滤孔。
3.根据权利要求1所述的一种过滤提纯分子的滤过膜，其特征在于：蜂窝状的过滤膜Ⅰ为用纤维或纳米及石墨烯材料制成的膜，蜂窝状的过滤膜Ⅰ包括蜂窝状的过滤膜层Ⅰ、蜂窝状的过滤膜层Ⅱ和蜂窝状的过滤膜层Ⅲ，蜂窝状的过滤膜层Ⅱ位于蜂窝状的过滤膜层Ⅰ和蜂窝状的过滤膜层Ⅲ之间，蜂窝状的过滤膜层Ⅰ为设有螺旋状过滤孔的滤膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅱ为呈纤维网状结构的滤膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅲ为设有足突的滤膜。
4.根据权利要求1所述的一种过滤提纯分子的滤过膜，其特征在于：蜂窝状的过滤膜Ⅱ为用纤维或纳米及石墨烯材料制成的膜，蜂窝状的过滤膜Ⅱ包括蜂窝状的过滤膜层Ⅳ、蜂窝状的过滤膜层Ⅴ和蜂窝状的过滤膜层Ⅵ，蜂窝状的过滤膜层Ⅴ位于蜂窝状的过滤膜层Ⅳ和蜂窝状的过滤膜层Ⅵ之间，蜂窝状的过滤膜层Ⅳ为设有螺旋状过滤孔的滤膜，蜂窝状的过滤膜层Ⅴ为呈纤维网状结构的滤膜，蜂窝状的过滤膜层为设有足突的滤膜。
5.根据权利要求1所述的一种过滤提纯分子的滤过膜，其特征在于：过滤提纯分子的滤过膜为方形结构，该滤过膜的上下端面分别为蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ，滤过膜的左右端面分别为中间过滤层，滤过膜的前后端面可分别为蜂窝状的过滤膜Ⅰ和蜂窝状的过滤膜Ⅱ的连接处，或者滤过膜的前后端面可分别为不能通任何分子的结构。
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