正渗透膜分离的研究进展
正渗透膜分离技术及应用研究进展

正渗透膜分离技术及应用研究进展
正渗透膜分离技术(Reverse Osmosis,RO)是一种利用压力差驱动溶质逆向渗透的分离技术。
该技术可以通过压力使溶液中的溶质逆向渗透通过半透膜而从溶液中分离出来。
正渗透膜由多层聚酯薄膜和纳米孔膜组成,孔径范围通常在纳米级别,能够有效阻隔
大部分分子和离子,从而实现溶质的分离。
与传统的膜分离技术相比,正渗透膜具有较高
的截留率和通量,能够广泛应用于水处理、海水淡化、化工、食品饮料等领域。
近年来,正渗透膜分离技术在水处理领域得到了广泛应用。
由于其高效、能源消耗低
的特点,正渗透膜广泛应用于城市供水、工业废水处理和海水淡化等领域。
通过正渗透膜
分离技术处理的水具有高纯度、低残留盐分等优点,可以满足不同领域的需求。
正渗透膜分离技术还在化工、食品饮料等领域得到了应用。
在制药工业中,正渗透膜
可以用于分离和提纯药物原料、制备高纯度药物等;在食品饮料领域,正渗透膜可以用于
果汁浓缩、乳品分离等过程中。
近年来,正渗透膜分离技术在性能和应用方面也取得了一些研究进展。
一方面,研究
人员通过改变膜材料、孔径和结构等方面的设计优化,提高了正渗透膜的分离效率和通量。
研究人员还探索了正渗透膜与其他分离技术的结合应用,如正渗透膜与电渗析、气体吸收
等技术的结合应用,进一步拓宽了正渗透膜在分离领域的应用范围。
正渗透膜技术在水处理中的研究应用进展

正渗透膜技术在水处理中的研究应用进展摘要:正渗透是指水在渗透压的作用下通过半透膜从高水化学势区域(或较低渗透压)自发地向低水化学势区域(或较高渗透压)传递的过程。
与压力驱动的膜分离水处理技术(比如超滤、纳滤、反渗透等)相比,正渗透具有低压、低能耗和较低的膜污染等优点。
文章介绍了正渗透的技术原理,综述了其在水处理领域的研究和应用进展,分析了目前存在的问题并展望了应用前景。
膜分离技术近年来发展迅猛,在净水处理、污水处理与回用以及工业水处理领域应用广泛。
其中反渗透(Reverse osmosis, RO)膜的膜孔径小,能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等,具有水质好、无污染、工艺简单等优点。
然而RO存在能耗较高、水回收率低、浓水排放、浓差极化和膜污染严重等问题,限制了该技术的广泛应用。
“正渗透(Forward osmosis, FO)是一种常见的物理现象,是指水通过半透膜从高水化学势区域(或较低渗透压)自发地向低水化学势区域(或较高渗透压)传递的过程。
人类很早就用该技术服务于日常生活,例如用浓盐水干燥和保存食物。
近年来研究发现正渗透技术在水处理领域具有无可比拟的优势,与外界压力驱动的RO过程相比,FO过程无需外加压力,仅依靠渗透压驱动,因此FO能耗小,膜污染相对较轻因而不需要频繁清洗。
另外FO在脱盐过程中回收率高,浓缩盐水可通过结晶分离,没有浓盐水排放,是环境友好型技术。
目前国内关于FO应用于水处理的研究较少,本文简要介绍了FO 技术的基本原理和研究进展,对国内外将FO技术应用于水处理领域的研究进展进行了详述,对存在的问题进行了分析、对应用前景进行了展望,以期将这一新型水处理技术介绍给国内水处理领域的研究人员,推动国内对于该技术的重视和研究。
1 正渗透基本原理如图1所示正渗透、反渗透和减压渗透的原理。
水和盐水两种不同渗透压的溶液分别放置在被半透膜隔开的容器两侧,在没有外界压力时,水会通过半透膜自发地从纯水侧扩散至盐水侧,使盐水侧液位升高,直到膜两侧的液位压力差与膜两侧的渗透压差相等时停止,这就是正渗透过程;当外加压力大于渗透压差(Δp>Δπ)时,水会从盐水一侧扩散至纯水一侧,这个过程称之为反渗透;对盐水侧溶液施加一个外加压力(ΔP),当外加压力小于渗透压差(ΔP<Δπ)时,水仍然会从纯水一侧扩散至盐水溶液一侧,这个过程称之为减压渗透(Pressure-retarded osmosis, PRO)。
纳米材料改性正渗透膜研究进展

纳米材料改性正渗透膜研究进展正渗透膜(Reverse Osmosis Membrane,ROM)是通过一系列物理、化学和生物过滤机制将水和其他溶液中的水分离出来的一种技术。
正渗透膜是由多个薄膜层组成的复合材料,由于其具有高选择性和高通量,被广泛应用于饮用水和工业废水的处理。
在正渗透膜领域,纳米技术正在得到越来越广泛的应用。
纳米材料具有高比表面积、高表面能和可调控的孔径大小等优异性能,可以改善正渗透膜的性能。
本文综述了近年来纳米材料改性正渗透膜的研究进展。
一、碳纳米管碳纳米管是应用于正渗透膜中的一种纳米材料。
碳纳米管具有高强度、高导电性和高比表面积等特点。
研究显示,采用含碳纳米管的聚酰胺反渗透膜,可以提高水通量和去除率。
此外,碳纳米管还可以与其他材料复合,在正渗透膜的形成过程中加入,以改善膜的物理和化学性能。
例如,将碳纳米管与氧化石墨烯复合,可以大幅提高正渗透膜的机械强度和水通量。
二、石墨烯石墨烯是由一个碳原子层组成的薄层材料,具有优异的电导率、力学性能和化学稳定性。
因此,将石墨烯引入正渗透膜的材料复合中,可以显著提高分离效果。
研究表明,将石墨烯和聚酰胺(PA)薄膜复合,可以提高膜的稳定性和水通量。
此外,研究人员还利用表面修饰的石墨烯来改善正渗透膜的分离性能。
三、纳米纤维素纳米纤维素是一种纳米材料,由纤维素分子在水中自组装形成。
纳米纤维素具有优异的力学强度、高比表面积和生物相容性等特点。
研究表明,利用纳米纤维素复合正渗透膜可以显著提高水通量和分离效果。
此外,研究人员发现,将纳米纤维素和聚丙烯腈复合后形成的正渗透膜,可以有效去除水中的有机物和离子。
四、金属有机骨架材料金属有机骨架材料是一种具有吸附性和选择性的纳米材料。
研究表明,将金属有机骨架材料应用于正渗透膜改性中,可以大幅提高水通量和去除率。
此外,金属有机骨架材料还可以与其他材料复合,形成高效的分离材料。
正渗透膜分离技术及应用研究进展

正渗透膜分离技术及应用研究进展正渗透膜分离技术是一种重要的分离和提纯技术,广泛应用于化工、生物工程、环境保护等领域。
该技术通过半透膜对不同物质或溶液的分离作用,实现了对复杂混合体系的有效分离和提纯,为相关行业的发展带来了巨大的促进作用。
本文将就正渗透膜分离技术的原理、应用研究进展以及未来发展方向进行详细探讨。
一、正渗透膜分离技术的原理正渗透膜是一种半透膜,其特殊的孔径结构可以使得其对不同分子大小和极性的物质具有不同的渗透率。
正渗透膜分离技术是利用正渗透膜对原始液体进行分离,可以实现对混合物中不同分子大小和极性的物质进行有效分离和提纯。
正渗透膜分离技术的原理主要包括渗透、截留和浓缩三个过程。
渗透过程是指在一定温度和压力下,溶剂中的溶质通过正渗透膜的孔隙进入膜的另一侧,从而实现对不同分子大小和极性物质的分离。
截留过程是指正渗透膜对分子大小和极性不同的物质具有不同的截留能力,从而实现对混合溶液中不同成分的有效分离。
浓缩过程则是指通过正渗透膜对截留溶液进行浓缩,提高溶液中溶质的浓度,从而实现对目标物质的有效提纯。
正渗透膜分离技术在化工、生物工程、环境保护等领域的应用研究进展迅速,取得了一系列重要的科研成果。
在化工领域,正渗透膜分离技术被广泛应用于有机物的分离提纯、溶剂的回收利用等方面。
正渗透膜分离技术可以用于有机废水的处理,实现对废水中有机物的有效分离和回收利用,同时减少对环境的污染。
在生物工程领域,正渗透膜分离技术被应用于生物制药、生物酶工程等方面,可以实现对蛋白质、酶等生物大分子的提纯和浓缩,为生物制药的研发提供了重要的技术支持。
在环境保护领域,正渗透膜分离技术可以对污水进行处理,实现对水质的有效提升,同时可以对稀有金属等资源进行有效回收。
正渗透膜分离技术还被应用于食品加工、药物制备、微型化工装置等领域,为相关产业的发展带来了重要的技术支持。
目前,正渗透膜分离技术在化工、生物工程、环境保护等领域的应用已经取得了一系列重要的科研成果,但是在实际应用中仍然存在一些挑战。
纳米材料改性正渗透膜研究进展

纳米材料改性正渗透膜研究进展纳米材料改性正渗透膜是一种应用于分离、过滤、净化等领域的新型薄膜材料。
纳米材料不仅具有较大的比表面积和孔隙结构,还具有良好的机械性能和化学稳定性,使其成为改性薄膜材料的理想选择。
本文将对近年来纳米材料改性正渗透膜的研究进展进行综述。
纳米材料的改性方式主要包括物理改性和化学改性两种。
物理改性通过控制纳米粒子的形貌、尺寸和分散度等来改变薄膜的结构和性能。
采用热溶剂法在薄膜表面分散纳米颗粒,可以有效地增强薄膜的抗压性能和选择性。
化学改性则是利用纳米材料的化学反应性,通过改变其表面化学性质来改善薄膜的吸附、分离性能。
通过在纳米材料表面修饰羟基、碳酸基等官能团,可以增加薄膜与目标分子的相互作用力,从而提高分离效果。
纳米材料的选择对薄膜性能具有重要影响。
常用的纳米材料包括纳米粒子、纳米纤维和纳米片等。
纳米粒子具有较大的比表面积和孔隙结构,可用于增强膜的吸附、分离性能。
纳米纤维具有高强度和高比表面积,可用于提高膜的抗压性能和通量。
纳米片则具有大比表面积和良好的选择性,可用于分离小分子物质。
在纳米材料改性正渗透膜的研究中,根据具体应用需求选择合适的纳米材料非常重要。
研究表明纳米材料改性正渗透膜具有很大的应用潜力。
在海水淡化领域,采用纳米材料改性薄膜可有效提高膜的通量和抗污染性能,降低能耗和成本。
在废水处理领域,纳米材料改性薄膜可实现高效去除微污染物和重金属离子。
在生物医学领域,纳米材料改性薄膜可用于细胞分离、生物传感和药物释放等方面。
纳米材料改性正渗透膜在多个领域具有广阔的应用前景。
正渗透膜分离技术及应用研究进展

正渗透膜分离技术及应用研究进展
正渗透膜分离技术是一种重要的物质分离技术,在生物医学、制药、食品等领域得到
广泛应用。
该技术基于溶剂和非溶剂之间的选择性透过性差异,利用半透膜(通常是聚合
物膜)将水和其他溶液中的物质分离开来。
在正渗透膜分离技术中,水是选择性透过膜的
溶剂,而其他溶质则是非溶剂。
随着科学技术的不断发展,正渗透膜分离技术得到不断改进和完善。
在物质分离、净
化和浓缩方面,正渗透膜分离技术具有很大的优势。
它可以大幅度提高分离效率,并且可
以适用于多种不同的物质。
目前,正渗透膜分离技术主要应用于以下几个领域:
1. 生物医学领域:正渗透膜分离技术是分离和纯化生物材料的重要方法,如分离和
纯化蛋白质、DNA和RNA等。
同时,正渗透膜分离技术还可以用于纳米级别的细胞分离,
对提高细胞分离效率具有重要意义。
2. 制药领域:正渗透膜分离技术在制药领域的应用非常广泛,可以用于药物的纯化、浓缩和分离等。
目前,正渗透膜分离技术已经成为制药工业的主要技术之一,具有非常重
要的经济意义。
3. 食品领域:正渗透膜分离技术在食品加工中也有广泛应用,可以用于提取和浓缩
不同的食物成分和添加剂,如果汁、乳制品和调味品等。
总的来说,正渗透膜分离技术具有非常广泛的应用前景,可以在生物、医学、制药和
食品等领域发挥重要作用。
随着科学技术的不断进步,正渗透膜分离技术也将不断地得到
改进和完善,为人们的生产和生活带来更多便利。
纳米材料改性正渗透膜研究进展

纳米材料改性正渗透膜研究进展纳米材料改性正渗透膜是一项极具潜力的研究领域,该领域已取得了一些重要的进展。
本文将探讨纳米材料改性正渗透膜的研究进展和应用前景。
正渗透膜是一种具有选择性透过性的膜,可以根据溶液中溶质粒子的大小和溶质的电荷状态来分离物质。
传统的正渗透膜的分离效率和通透性存在一定的限制,无法满足现代化工和生物医学领域的需求。
研究人员开始使用纳米材料对正渗透膜进行改性,以提高其分离性能和通透性。
纳米材料改性正渗透膜可以通过两种方式进行:一种是将纳米材料添加到膜材料中,另一种是将纳米材料作为膜材料自身。
第一种方法通常使用纳米颗粒(如氧化锆、氧化铝、氧化钛等)或纳米管道(如碳纳米管、金属有机骨架等)来改性膜材料。
纳米颗粒和纳米管道的添加可以增加膜的表面积和孔隙度,从而提高溶质的透过率和分离性能。
纳米材料的特殊结构还可以赋予膜材料其他特殊的性能,如抗菌性、光催化性等。
第二种方法是将纳米材料作为膜材料自身进行制备。
研究人员使用纳米纤维、纳米片状材料、纳米网状结构等制备了具有高通透性和高选择性的正渗透膜。
这些纳米材料具有较大的比表面积和较小的孔隙尺寸,可以阻止大分子的通过,同时保持小分子的通过,从而实现对溶液的高效分离。
除了结构上的改变,纳米材料还可以通过化学改性来改变正渗透膜的分离性能。
研究人员使用化学修饰剂对纳米材料进行修饰,以改变其亲水性、亲油性、电荷状态等,从而调节正渗透膜的透过性和分离性。
纳米材料还可以通过功能化改性来实现对特定物质的选择性吸附和分离。
研究人员将功能分子(如金属配合物、生物分子等)与纳米材料表面进行固定化,实现对特定物质的高选择性吸附和分离。
纳米材料改性正渗透膜在水处理、药物传递、生物传感等领域具有广泛的应用前景。
纳米材料改性的正渗透膜可以用于饮用水的除盐和净化,提高水资源的利用效率。
纳米材料改性的正渗透膜还可以用于药物传递系统,实现对药物的控释和选择性释放,提高药物治疗效果。
正渗透膜分离技术及应用研究进展

正渗透膜分离技术及应用研究进展【摘要】正渗透膜分离技术是一种高效、节能的膜分离技术,在海水淡化、废水处理和生物医药领域有着广泛的应用。
本文首先介绍了正渗透膜的原理和制备方法,然后详细探讨了正渗透膜在海水淡化、废水处理和生物医药领域的具体应用。
在分析了正渗透膜分离技术的发展前景,并提出了未来研究方向的展望。
通过本文的研究,我们可以看到正渗透膜分离技术在未来的应用潜力,对环境保护和健康医疗领域带来的积极影响。
【关键词】正渗透膜分离技术、应用研究、海水淡化、废水处理、生物医药、制备方法、发展前景、研究方向、总结1. 引言1.1 背景介绍正渗透膜分离技术是一种通过半透膜将不同溶质或溶剂分离开来的技术。
随着全球水资源短缺问题日益突出,正渗透膜分离技术在海水淡化、废水处理和生物医药领域的应用逐渐受到重视。
背景介绍部分将探讨正渗透膜分离技术的起源和发展历程,以及其在解决水资源紧缺和环境污染等问题中的重要作用。
正渗透膜分离技术的出现填补了传统分离技术在高效、节能和环保方面的不足,为解决水资源应用和再生利用提供了有力支持。
正渗透膜分离技术在工业生产、生活用水和医疗领域的广泛应用也为其在不同领域中的进一步发展提供了机遇和挑战。
通过对正渗透膜分离技术背景的介绍,可以更好地了解其在解决实际问题和推动科技进步中的重要作用。
1.2 研究意义正渗透膜分离技术是一种高效的分离技术,具有广泛的应用领域和重要的研究意义。
正渗透膜在海水淡化、废水处理和生物医药领域等方面都发挥着重要作用,可以提高水资源利用效率,减少环境污染,促进生物医药领域的发展。
通过深入研究正渗透膜分离技术,可以提高膜的分离性能和稳定性,推动其在不同领域的应用,为解决相关领域的难题提供有效的解决方案。
深入研究正渗透膜分离技术的意义重大,有助于推动相关领域的发展和进步。
1.3 研究目的正渗透膜分离技术是一种十分重要且具有广阔应用前景的膜分离技术,在各个领域都有着广泛的应用。
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2011年第30卷第1期·66·化工进展正渗透膜分离的研究进展施人莉,杨庆峰(上海交通大学环境科学与工程学院,上海 200240)摘要:正渗透是浓度驱动的膜技术,是指水通过选择性渗透膜从高水化学势区域向低水化学势区域的传递过程。
本文介绍了正渗透的基本构成(驱动力、汲取液和正渗透膜材料),指出膜两侧的浓差极化是水通量性能的最大障碍,采用通量模型说明了膜在两种放置方向下存在的内浓差极化和外浓差极化,内浓差极化对驱动力的减小起着重要的作用;论述了膜材料、原料液浓度、汲取液浓度对正渗透和压力延迟渗透水通量的影响;此外,评述了正渗透过程的膜污染和能耗。
关键词:正渗透;浓差极化;膜污染;能耗中图分类号:TQ 021.8 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2011)01–0066–08 Research advances in forward osmosis membrane separationSHI Renli,YANG Qingfeng(School of Environmental Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China)Abstract:Forward osmosis(FO)is a concentration-driven membrane process,in which water transports across a semi-permeable membrane from a dilute feed solution into a concentrated draw solution. The basic factors of FO(driving force,draw solution and membrane materials)are introduced.The major hindrance to permeate water flux performance is the prevalence of concentration polarization on both sides of the membrane. Flux models that account for the presence of both internal and external concentration polarization for the two possible membrane orientations are presented.Internal concentration polarization is found to play a significant role in the reduction of driving force.This article comments the effect of membrane material,feed solution concentration,and draw solution concentration on FO and pressure-retarded osmosis(PRO)water flux performance. In addition,membrane fouling as well as energy consumption of FO is evaluated.Key words:forward osmosis;concentration polarization;membrane fouling;energy consumption正渗透(forward osmosis,FO)技术近年来受到越来越多的关注。
FO采用高浓度的汲取液来产生高的渗透压,以汲取低浓度原料液侧的水透过半渗透膜,然后再将被稀释的汲取液中的水进行分离,最终可获得纯净的水。
相对于反渗透(RO)技术[1–3],这种利用溶液渗透压差来进行分离的FO技术,由于其回收率高、浓水排放少、膜污染低、无需外压等,正有越来越多的研究报道出现。
当前,人们利用FO膜分离技术开展工业废水处理[4]、垃圾渗滤液处理、液态食品加工、海水淡化[5–6]、压力延迟渗透(pressure- retarded osmosis,PRO)进行发电等研究;另外,在紧急救援时的生命支持系统方面已利用FO膜分离技术制取淡水[7–8]。
然而,由于FO中存在的浓差极化现象,其实际水通量明显小于预期水通量。
因此,对FO过程进行深入研究具有重要的意义。
收稿日期:2010-05-19;修改稿日期:2010-07-04。
基金项目:上海教委科研创新重点项目(09ZZ18)及国家自然基金项目(20306015,20676077)。
第一作者:施人莉(1987—),女,硕士研究生。
联系人:杨庆峰。
E-mail yangqf@。
第1期施人莉等:正渗透膜分离的研究进展·67·1 正渗透过程基本构成1.1 驱动力正渗透是指水通过选择性渗透膜从高水化学势区域向低水化学势区域的传递过程。
与反渗透不同,正渗透的驱动力是跨膜渗透压差(由汲取液与原料液产生),而不是水力压差[9]。
1.2 汲取液汲取液(draw solution)是具有高渗透压的溶液体系,由汲取溶质和溶剂(一般是水)组成。
汲取液是正渗透过程能够顺利进行的关键组成部分,其高渗透压由汲取液中高浓度的溶质产生。
McCutcheon等[5]使用一定比例的NH3和CO2溶于水中制成汲取液。
该汲取液是由碳酸铵、碳酸氢氨和氨基甲酸氨组成的混合物。
NH3-CO2的高溶解度和相对低的分子量确保了该汲取液具有高的渗透压力。
实验发现使用该汲取液时,可实现高通量和高回收率。
在温度为60 ℃条件下,NH3-CO2汲取液可以分解为氨和二氧化碳。
通过低温蒸馏,将氨和二氧化碳从溶液中去除,实现产水与汲取液分离。
McGinnis等[10]采用碳酸氢氨(NH4HCO3)和氢氧化铵(NH4OH)混合制成的汲取液,研究PRO 发电,结果表明PRO过程产生的膜电力密度可达200 W/m2。
研究表明,采用铁蛋白制成的磁性纳米颗粒,可用于制作汲取液[11]。
高浓度的磁性纳米颗粒形成的汲取液能产生高的渗透水通量,同时可以通过磁场而不是复杂的化学过程或过滤与水分离。
另外,磁性纳米颗粒可以完全循环利用,并具有生物降解性。
此外,其它无机磁性物质结合有机或无机载体形成的化合物也可用来制备汲取液,这些化合物可以通过磁场或电化学法与水分离。
另外的汲取液还有高浓度葡萄糖溶液[12]、MgCl2、CaCl2和NaCl等溶液。
此外在一些应用中,也有使用海水、死海水[13]作为汲取液的。
总之,选择汲取液的主要标准是汲取液应具有较高的渗透压,与正渗透膜兼容,并且易于再生。
1.3 膜材料正渗透膜材料是正渗透技术的核心。
目前市场上应用的反渗透膜具有非对称结构,且膜厚度大,若用于FO会造成严重的内浓差极化(ICP),大大降低渗透过程的效率。
因此,需要设计和制备专用的FO膜。
目前应用于FO的膜有三乙酸纤维素(CTA)膜、乙酸纤维素(CA)膜、聚苯并咪唑(PBI)膜、聚酰胺(PA)TFC-FO复合膜。
美国HTI公司商品化的CTA正渗透膜材料,厚度小于50 μm,与传统RO膜的3层结构(活性层、聚合物多孔支撑层和用于提高机械强度的无纺布支撑层)不同,该FO膜由两层结构组成,即活性层和多孔支撑层,而机械支撑层则由镶嵌于多孔聚合物阵列中的格网代替[9]。
Su等[14]对CA纳滤膜进行相转化处理后,在60 ℃加热60 min和在95 ℃加热20 min进行热处理。
当使用0.5 mol/L MgCl2作为汲取液,实验发现CA纳滤膜的水通量标准偏差为0.066,盐渗漏标准偏差为0.022。
因此,使用CA纳滤膜进行FO测试是可行的。
研究表明,PBI纳滤膜平均有效孔径为0.32 nm,具有独特的纳滤特性和理想的渗透水通量,对二价离子具有高截留率[15]。
通过对二甲苯二氯的交联对膜进行微调,可提高膜对盐的选择性[16]。
Yang 等[17]使用新开发的聚苯并咪唑-聚醚砜/聚乙烯吡咯烷酮(PBI-PES/PVP)双层中空纤维纳滤膜,具有厚度为10 μm的超薄选择层和海绵状的微孔支撑结构。
进行FO测试,可实现溶菌酶高倍率浓缩,并且蛋白质污染较轻。
Yip等[18]首先使用聚酯(PET)无纺布支撑层进行相分离制备聚砜膜,然后通过界面聚合制备高性能聚酰胺复合膜。
制备的聚砜支撑层为海绵状和开孔手指状的混合体,这不仅有利于界面聚合,而且大大增加了膜孔内溶质的传递性能。
采用 1.5 mol/L NaCl溶液作为汲取液,纯水作为料液,复合膜的水通量超过18 L/(m2·h),同时保持脱盐率大于97%。
研究表明,该复合FO膜的高水通量与聚砜支撑层的厚度、孔隙率、弯曲度和孔结构直接相关。
CA膜在其稳定pH值为4~6以外运行时,膜以指数增长的速率降解;而他们合成的TFC-FO膜由于采用聚酰胺皮层,在pH值为11时仍能保持稳定的性能。
此外,当商用的CTA 正渗透膜与NH4HCO3汲取液接触时,膜会降解,而合成的TFC-FO膜在NH4HCO3汲取液中则化学性质稳定[18]。
Martinetti等[19]用Na2EDTA溶液清洗CTA膜化 工 进 展 2011年第30卷·68·时发现,当Na 2EDTA 溶液处于高pH 值(11.8)时可能会造成膜水解,同时可能会使部分或甚至整个膜的活性层降解,导致膜的脱盐率持续下降。
当膜不暴露于Na 2EDTA 溶液时,NaCl 的脱盐率大约为96%;当膜暴露于Na 2EDTA 溶液、暴露时间分别为1 h 、2 h 、3 h 、8 h 和15 h 时,脱盐率分别为92%、90%、88%、78%和0。
综上所述,TFC-FO 膜比CA 膜、CTA 膜有更好的化学稳定性。
在进行FO 研究时,选用的FO 膜应该与汲取液兼容,同时可以通过界面复合、交联等方法对膜进行改性,提高膜的机械强度、通量等特性。
2 浓差极化大量的研究和实践表明,采用渗透压差为驱动力计算的正渗透的实际水通量要远远小于理论水通量,这是由于FO 过程中产生的浓差极化(CP )现象造成的。
深入研究浓差极化现象,对于提高膜的水通量是非常重要的。
2.1 外浓差极化(External CP ,ECP )当用致密对称膜进行渗透分离时,原料侧由于水透过膜的传递使溶质被膜截留而造成膜表面浓度升高,导致浓缩的外浓差极化(concentrative ECP ),这类似于压力驱动膜技术中的浓差极化。