什么是超滤膜以及超滤膜的基本特性（超滤膜与微滤膜之间的关系）

超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05μm～1nm之间，实际应用中一般不以孔径表征超滤膜，而是以截留分子量(MWCO，又称切割分子量)来表征。MWCO是指90%能被膜截留的物质的相对分子质量。例如，某种膜的截留分子量为10000，就意味着相对分子质量大于10000的所有溶质有90%以上能被这种膜截留。一种膜制作好后，就要用实验手段测定其截留分子量和纯水通量，以反映膜的分离能力和透水能力。超滤截留微粒范围大约是1～20nm，相当于相对分子质量是500～300000的各种蛋白质分子或相当粒径的胶体微粒，所以超滤膜主要用于溶液中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等和溶剂的分离。

超滤过程的基本特性

超滤膜的分离原理可用筛分机理来解释，其截留率取决于溶质的尺寸和形状(相对于膜孔径而言)。事实上，超滤和微滤是基于相同的分离原理的类似的膜过程，两者主要的差别在于超滤膜具有不对称结构，其皮层要致密得多(孔径小，表面孔隙率低)，因此，流体阻力比微滤 膜要大得多。

超滤膜对大分子溶质较易截留的原因主要是：

(1)在膜表面及微孔内的吸附(一次吸附)；

(2)在孔中的停留而被去除(阻塞)；

(3)在膜表面的机械截留(筛分)。

由于理想的分离是筛分，因此要尽量避免一次吸附和阻塞的发生。典型的超滤过程

一次吸附或阻塞程度主要取决于溶质的浓度、过滤量、膜与溶质间相互作用的程度等因素。当初始浓度高、过滤压力大、膜薄、有表面活性剂存在时，一次吸附量急增。如果孔径比粒径大得多，则得到Ⅰ形曲线；若孔径与粒径为同一数量级，则得到Ⅱ～IV形曲线。在初期阶段，由于溶质在膜和细孔内的一次吸附，所以滤液中溶质浓度低。当膜的内外被溶质覆盖，滤液中溶质的浓度与原液中溶质浓度或相同(曲线Ⅰ)，或适当降低，或缓慢地增加。在产生阻塞的异常过滤时，浓度达到最大值，然后下降。在孔径比粒径大得多时，残留液的浓度不会变化，只有发生筛分现象时，残留液的浓度才上升。这种现象在有阻塞时也同样出现。当添加其他粒子而产生阻塞时特别明显。阻塞也可能由于溶质在膜与溶液的界面上产生沉淀而引起。

增加过滤压力，会使强烈吸附层外沿的溶质吸附层剥落，结果减少了一次吸附的范围。若添加表面活性剂，则表面活性剂在膜面被选择吸附。于是，也减少了溶质的一次吸附。阻塞在高浓度和高过滤压力下容易发生，增加膜的厚度或添加其他粒子时，阻塞会更严重。但是与一次吸附一样，添加表面活性剂会减少阻塞，使透过速度增加。这是由于超滤的细孔壁被覆盖了，因而相对增大了流动性。