dahua1981
第1楼2021/07/09
反渗透是运用压力(1~l 0MPa)使溶液中的水通过反渗透膜,达到分离、提取、纯化、浓缩等目的的处理技术。关于反渗透膜的透过机理,自20世纪中期以来,诸多研究者先后提出了多种反渗透膜的透过机理和模型。1)优先吸附-毛细孔流动模型S. Sourirajan(Sourirajan S,1970)等人提出了优先吸附-毛细孔流动理论以及最大分离的临界孔径。以 NaCl 水溶液为例,溶质是 NaCl, 认为膜的表面能选择性吸水,因此水被优先吸附在膜表面上,而对 NaCl 则排斥。在压力的作用下,优先吸附的水通过膜,便形成了脱盐的过程基于这种模型的膜在膜表面必须有相应大小的毛细孔。在模型基础上,S.Kimura 和 S.Sourirajan 对反渗透资料进行分析和处理,并考虑到浓差极化,提出了一套传质方程式。模型的提出有其理论依据,而传质公式是基于试验给出的,推导中的一些假设仅限于一定的条件。但公式有很好的适用性。2) 形成氢键模型该理论是由 Reid(Reid C E.,1959)等人提出的,并通过醋酸纤维膜进行了解释。该理论认为,膜的表面很致密,其上有大量的活化点,键合一定数目的结合水,这种水已失去溶剂化能力,盐水中的盐不能溶于其中。进料液中的水分子在压力下可与膜上的活化点形成氢键而缔合,使该活化点上的其它结合水解缔下来,该解缔的结合水又与下面的活化点缔合,使该点原有的结合水解缔下来,该过程不断从膜面向下层进行,水分子从膜面进入膜内,最后从底层解脱下来成为产品水。3)溶解扩散模型Lonsdale 和 Podall(Lonsdale H,1972)等人提出溶解扩散模型。该模型假设膜是完美无缺的理想膜。高压侧溶液中的溶剂和溶质先溶于膜中,然后在化学位的推动力下,从膜的一侧向另一侧以分子扩散方式通过,直至透过膜。溶剂和溶质在膜中的扩散服从 Fick 定律,这种模型认为溶剂和溶质都可能溶于膜表面,因此物质的渗透能力不仅取决于扩散系数,而且取决于其在膜中的溶解度,溶质的扩散系数比水分子的扩散系数要小得多,因而透过膜的水分子数量就比通过扩散而透过去的溶质数量更多。目前,在三种模型中,以溶解扩散模型应用最为广泛。当然其它两种模型也能够对反渗透膜的透过机理进行解释。比如对于醋酸纤维素膜,用溶解扩散模型来解释有一定偏差,而用选择性吸附-毛细管流模型则可以很好的解释。另外,还有学者提出脱盐中心模型,表面力-孔流模型等。总而言之,反渗透膜透过机理还在发展中,期待新的更好的科研手段和理论的出现。