6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.3.1.1. Phân loại theo cấu trúc màng
Đây là một cách phân loại quan trọng vì cấu trúc màng quyết định cơ chế tách và phạm vi ứng dụng của màng. Trong phạm vi các màng tổng hợp rắn, người ta chia thành hai loại: màng đối xứng và màng bất đối xứng.
Màng vi xốp đẳng hướng Màng đặc không xốp Màng chứa điện tích
Hình 1.2. Các loại màng đối xứng [183]
Màng Loeb Sourirajan Màng composite Màng lỏng có nền đỡ
Hình 1.3. Các loại màng bất đối xứng [183]
Màng đối xứng (Hình 1.2) là loại màng có cấu trúc đồng nhất từ trên xuống dưới với hai mặt hoàn toàn như nhau (ví dụ như màng cellophan, cuprophan). Độ dày của màng đối xứng (xốp hoặc không xốp) nằm trong khoảng từ 10 đến 200 μm, trở lực chuyển khối được quyết định bởi độ dày của toàn bộ màng, nếu giảm độ dày
của màng thì sẽ làm tăng tốc độ thấm qua. Loại màng này thường được dùng trong các quá trình vi lọc để lọc các tiểu phân nhỏ hoặc hoặc dùng cho thẩm tách máu.
Màng bất đối xứng (Hình 1.3) là loại màng có cấu trúc gồm hai lớp: lớp thứ nhất là lớp hoạt động rất mỏng (cỡ khoảng từ 0,1 đến 0,5 μm), lớp thứ hai là lớp đỡ xốp nằm ở dưới, lớp này dày hơn rất nhiều so với lớp hoạt động (cỡ khoảng 50 đến 150 μm). Kích thước lỗ của lớp hoạt động nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước lỗ của lớp đỡ. Trở lực chuyển khối của màng hoàn toàn do lớp hoạt động quyết định, lớp đỡ có tác dụng làm tăng độ bền cơ học của màng, giữ cho lớp hoạt động khỏi bị rách nhưng không ảnh hưởng tới việc vận chuyển dung môi và các chất qua màng. Do đó, loại màng này có năng suất lọc rất cao. Các lớp đỡ thường có cấu trúc xốp kiểu ngón tay hoặc kiểu tổ ong. Với cấu trúc đặc biệt như vậy, màng bất đối xứng có hiệu quả tách cao, có độ bền cơ học tốt và được ứng dụng nhiều trong quá trình siêu lọc, lọc nano, tách khí, thẩm thấu ngược,… Tùy theo điều kiện chế tạo màng người ta có thể thay đổi chiều dày và kích thước lỗ của lớp hoạt động cũng như cấu trúc xốp của lớp đỡ. Màng bất đối xứng là sự kết hợp tính năng ưu việt về độ thấm lớn của lớp đỡ xốp và tính chọn lọc đặc biệt của lớp bề mặt hoạt động. Đồng thời nhờ lớp đỡ xốp làm tăng tốc độ dòng thấm qua màng, áp suất sử dụng cho quá trình lọc nhỏ. Màng composite là một trường hợp đặc biệt của màng bất đối xứng, lớp hoạt động và lớp đỡ xốp của nó được làm từ hai loại vật liệu khác nhau, mỗi lớp có thể được chế tạo tối ưu hóa một cách độc lập.