Techniklexikon

Membranen, technische

industriell verwendete, synthetische Membranen als Interphase zur Trennung von Gasen oder gelösten Teilchen. Sie können homogen, heterogen, strukturell symmetrisch oder asymmetrisch, fest oder flüssig, elektrisch neutral oder geladen sein oder sie können funktionelle Gruppen mit spezifischen Bindungs- oder Komplexierungseigenschaften tragen.

Bei homogenen Membranen erfolgt die Trennung aufgrund eines Druck-, Konzentrations- oder Temperaturgefälles (Diffusion), wobei die Trenngrösse durch die Diffusität, d.h. die Molekülgrösse, gegeben ist (Umkehrosmose, Gas- und Dampftrennung, Pervaporation). Asymmetrische Membranen zeichnen sich dadurch aus, dass auf einer porösen, 100-200 mm dicken Trägerschicht eine sehr dünne (0,1-1 mm) »Hautschicht« aufliegt, die die Trennungseigenschaften bestimmt (Umkehrosmose, Ultrafiltration, Gastrennung). Elektrisch geladene Membranen (Ionenaustauschmembranen) bestehen aus einem stark geschwollenen Gel, das feste positive oder negative Ladungen trägt (Elektrodialyse, Elektrolyse, Batterien, Brennstoffzellen, Pervaporation). Mit Hilfe flüssiger Membranen können Schwermetalle und organische Lösungmittel selektiv aus Industrieabfällen entfernt werden. Einen besonderen Fall - ohne industrielle Bedeutung - bilden die hochspezifischen Enzym- oder Affinitätsmembranen, die Substrate spezifisch spalten und nur ein Spaltprodukt selektiv permeieren lassen können oder aufgrund spezifischer Wechselwirkungen selektiv bestimmte Komponenten aus einer Lösung entfernen. (Membranverfahren)