1
Kỹ ThuậtMàngvàỨng Dụng
Bài 2:
Chế tạo các loạimàng
Giảng viên: NguyễnMinh Tân
Bộ môn QT-TB CN Hóa học& Thựcphẩm
Trường Đạihọc Bách khoa Hà nội

Phân loạimàngdựa vào xuấtxứ và vậtliệuchế tạo
Chế tạocácloạimàng
Màng
Sinh họcTổng hợp
Lỏng
Nhũ tương
Hỗ trợ
Hữucơ Đồng thể
Vô cơ
Dị thể
Polymer
Composit
Kim loại, gốm
Rắn
Màng lipid
2
Phân loạimàngdựa vào cấutrúc
Chế tạocácloạimàng
Lỗ rỗng (dạng bọtbiển)
Đốixứng
Bất đốixứng
Lỗ rỗng kèm theo lớphoạt động
Tiêu chí chọnlựa polymer làm vậtliệuchế tạomàng

Chế tạocácloạimàng
- Tiêu chuẩncấutrúcvĩ mô:
- độ bền nhiệt
- độ bền hóa
- độ bềncơ
- Tiêu chuẩncấutrúcvi mô:
- độ thấmqua đốivớimộtchấtnàođó
3
Lựachọnvậtliệuchế tạomàng
Chế tạocácloạimàng
Chế tạocácloạimàng
Lựachọnvậtliệuchế tạomàng
4
Chế tạocácloạimàng
Tiên lượng dòng thẩmthấuqua lớpmàngdày
Khốilượng Mol
Độ thấmtương đối
Chế tạocácloạimàng
Tính toán dòng thẩmthấu qua lớpmàngdày
5
Chế tạocácloạimàng
Tính toán dòng thẩmthấu qua lớpmàngdày
Chế tạocácloạimàng
Màng hữucơ bất đốixứng
Cấutạo các loạimànghữucơ bất đốixứng
Màng polymer đảopha
(mộtPolymer)
Màng composit
(nhiềuPolymer)
Bất đốixứng hỗnhợp

Bất đốixứng tích hợp
6
Chế tạocácloạimàng
Sảnxuấtmàngđảo pha
Ảnh REM củamặtcắt a) màng phẳng từ Polyamid b) màng rỗng từ Polyamid
-Tạo dung dịch polymer đồng thể (polymer/dung môi/tác nhân kếttủa) có độ nhớt
thích hợp
- Cán và kéo thành màng polymer
- Hóa hơimộtphần dung môi
-Kếttủa polymer
-Hoànthiệnbề mặt
Chế tạocácloạimàng
Sảnxuấtmàngđảo pha
Hỗnhợp đầu
Tấm cán
(điềuchỉnh
chiều cao
được)
Hỗnhợp đầu
Khí nóng
sấy
Khí điềuchỉnh
nhiệt độ
Bay hơi
dung môi
Đưa sang phần
gia công màng
Bể dung môi
Sơđồnguyên lý hệ thống thiếtbị sảnxuất màng đảo pha liên tục
7

Chế tạocácloạimàng
Sảnxuấtmàngđảo pha
a) Biểu đồ pha
b) Nguyên lý quá trình tách dung dịch polymer bằng phương pháp làm lạnh
Tác nhân kếttủa
Dung môi
Polymer
Vùng mộtpha
Dung dịch
polymer
Vùng hai pha
Vùng mộtpha
Vùng hai pha
B’
Dung môi
B
Polymer
Thành phần
Nhiệt độ
Chế tạocácloạimàng
Các thông sốảnh hưởng đếncấutrúcvàtínhchất
củamàngđảo pha
Hòatan –khuyêch
tán
Nồng độ polymer
Loại dung môi
Loại tác nhân kếttủa
Cấutrúc
Hoàn thiệnbề
mặt

Các đặctính
lọcvàthẩm
thấu
Polymer
8
Chế tạocácloạimàng
Sảnxuấtmàngđảo pha
Thành phầnpolymer
Dòng lọc
Chế tạocácloạimàng
Sảnxuấtmàngđảo pha
Nhiệt độ
Dòng lọc
Độ giữ lại
9
Chế tạocácloạimàng
Các loạimàngđảophacủa công ty Koch membrane System
Lớphoạt động
Lớpphụ trợ
Chế tạocácloạimàng
Sảnxuất màng composit hữucơ
Sơđồcấutạocủa màng composit dùng trong quá trình RO
a) từ Polyamid
b) từ Xenlulô Axetat
Lớphoạt động
mỏng (30nm)
Lớpphụ trợ
Lớpphụ trợ
Lớp đế
Lớpsợi

Polyester
10
Chế tạocácloạimàng
Sảnxuất màng composit hữucơ
Các phương pháp chính sảnxuất màng composit
-Sảnxuấtlớphoạt đôgjng riêng, sau đógắn lên trên
lớpphụ trợ
- Các phương pháp tích hợp:
- Nhúng lớphoạt động vào một dung dịch
polymer (hoặc phun dịch polymer lên trên lớp
hoạt động có sẵn), đồng thờixứ lý nhiệt, làm
khô
-Polymer hóa bề mặt phân chia pha
-Polymer hóa bằng phương pháp plasma
Chế tạocácloạimàng
Sảnxuất màng composit hữucơ
Phương pháp nhúng
Lớp đế
Thấm ướt
Nguyên lý phương pháp Nhúng
Hướng kéo
Dung dịch
polymer
Màng
Composit
Lớp đế
Dung dịch polymer
11
Chế tạocácloạimàng
Sảnxuất màng composit hữucơ

Phương pháp Polymer hóa bề mặt phân chia pha
Nguyên lý phương pháp Polymer hóa bề mặt phân chia pha
Lớp đế
LớpGel
Lớp dung dịch
monomer-nước
Lớp monomer
kị nước
Màng composit
Chế tạocácloạimàng
BiếntínhmàngPolymer
-Biếntínhhóa học
- Grafting
- Biếntínhbằng Plasma
Màng trước và sau khi biếntínhbằng Plasma
12
Chế tạocácloạimàng
Màng hữucơđốixứng
-Sảnxuấtbằng phương pháp đảo pha
- Tác nhân kếttủa được đưa vào cùng với khí nóng
đang sấy màng vừa đượccán
-Grafting
-Biến tính bằng Plasma
-Thiêu kếtbộtcácchấthữucơ
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Ưu điểmcủamàngvôcơ
- Độ bền nhiệt, bền hóa cao
-Sự lão hóa củamàngthấp, vòng đời màng dài
-Thuậnlợichoviệcrửamàng

- Đặctrưng phân tách có thể tính toán trướcvàđiềukhiển đuơcj
Nhược điểmcủamàngvôcơ
- Đòi hỏicấutrúcriêng
-Hệ số chịu nhiệtthayđổi theo thành phầnhóahọccủa màng, đòi hỏi các phương pháp làm kín
đặcbiệt
-Phương pháp chế tạophứctạp
- Chi phí lớn
13
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Màng có đế vô cơ rỗng đốixứng
-Lớp đế đượcchế tạobằng phương pháp thiêu kếtbột kim loại
-Lớp đế đượcphủ lớphoạt động lên phía trên
-Bố trí mô đun giống thiếttrị truyềnnhiệt ống chùm
- Độ bềnnhiệt, bềnápsuấtcao
- màng vô cơ bất đói cứng Cac bon, thủytinh
Màng có đế vô cơ rỗng bất đốixứng
-Lớp đế vô cơ : đùn ép bộtsứ, thiêu kết
-Lớphoạt động đượcphủ lêntrênlớp đế: dip coating, spin coating,…
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Sảnxuấtcấutrúcphụctrợ bằng vậtliệuvôcơ
Ảnh REM củamànggốm
14
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Sảnxuấtcấutrúcphụctrợ bằng vậtliệuvôcơ
Ảnh REM của a) màng Nhôm b) màng Silic
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ

Sảnxuấtcấutrúcphụctrợ bằng vậtliệuvôcơ
15
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Sảnxuấtcấutrúcphụctrợ bằng vậtliệuvôcơ
Màng Carbon
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Sảnxuấtcấutrúcphụctrợ bằng vậtliệuvôcơ
Màng Carbon- Monolith
16
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Màng Zeolith
Hạtxúctác
Cấutrúcbề mặtcủamànggốm
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Màng Zeolith
Bề mặtmànZSM-5 Zeolith
17
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Màng Zeolith
Lớphoạt động làm bằng Zeolith
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Màng Zeolith
Nguyên lý chế tạo các loại màng “ sàng phân tử”
Mẫu

ống
ống nhiều
ngăn
Tổ ong
Kết tinh Zeolith
thành lớphoạt
động
Phủ Sol-Gel
PV
Oxihoa, tách
nước, ngưng tụ
Tách khí
18
Chế tạocácloạimàng
Màng vô cơ
Màng Zeolith
Các cấutrúccủa màng Zeolith
Chế tạocácloạimàng
Màng kim loại
Hình REM của màng Palladi: lớphoạt động Pd-Ag đặttrênlớp đế
sứ
Dung dịch
vào
H
ấ
p
p
h
ụ
N

h
ả
h
ấ
p
p
h
ụ
19
Chế tạocácloạimàng
Màng Perowthskit
Mixed Ionic Electronic Conductor
Nguyên lý dẫnion của màng Perowthskit
Áp suấtcao
Áp suấtthấp
DẫnElectron
DẫnIon
màng dẫnIon
Dòng
O
2
Chế tạocácloạimàng
Màng lỏng
Nguyên lý hoạt động củamànglỏng
a) không trộnlẫn
b) có trộnlẫn
Dịch vào
Đế
Nước trong
Màng lỏng

Pha trong
Pha ngoài liên
tục
20
Chế tạocácloạimàng
Màng lỏng
Màng lỏng
a) Không chấtmang
b) Màng lỏng có chấtmangđộng
Khuêch
tán
Hòa tan
Màng
lỏng
Màng
lỏng
Khuyêch
tán chất
mang
Chất
mang A
Hấpphụ
Hòa tan
Phản ứng
hóa học
thuận
nghịch
Hấpphụ
Nhả hấp
phụ

Nhả hấp
phụ