说明
反渗透是指在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透;这种原理被用于液体分离领域,用于提纯、除杂,处理液体物质。
反渗透膜工作原理:对透过物质具有选择性的薄膜称为半透膜,一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动,这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时,浓溶液一侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一个压差,此压差即为渗透压。反渗透是渗透的一种反向迁移运动,是一种在压力驱动下借助于半透膜的选择截留作用将溶剂中的溶质与溶剂分开的分离方法,它已广泛应用于各种溶液的提纯与浓缩,其中普通的应用实例便是在水处理工艺中,用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除,以获得高质量的纯水。
1.微孔基膜的制备
微孔基膜主要有两种制备方法。一种是烧结法,可由陶土或金属氧化物(如al2o3,fe2o3)高温烧结而成,也可由高聚物粉末(如pvc粉)热熔而成。另一种是l-s相转化法,可由单一高聚物形成均相膜,如聚砜超滤膜,也可由两种或两种以上的高聚物经液相共混形成合金基膜,如含酞基聚芳醚酮与聚砜(pekc-psf)合金膜。
2.超薄表层制备及复合
超薄表层的制备及复合方法有涂敷法、界面聚合法、化学蒸气沉积法、动力形成法、水力铸膜法、等离子体法、旋转法等。后三者正处于研究中,现主要介绍四种。
(1)涂敷法涂敷法是将铸膜液直接刮到基膜上,可借助外力将铸膜液轻轻压入基膜的大孔中,再利用相转化法成膜。
对无机铸膜液,如氧化钛可先将颗粒细小均匀的ti(oh)4胶体沉淀在无机膜(如微孔al2o3基膜)上,再经高温烧结时,由于其在溶胶-凝胶转化时晶型发生变化很容易形成纳米级孔,因此很易通过控制烧结温度制得具有纳米级表层孔的无机复合膜。
对高聚物铸膜液,涂刮到基膜上后,经外力将铸膜液压入基膜的微孔中,再经l-s相转化成膜,该方法的关键是合理选择铸膜液配方,如加入高分子添加剂及铸膜液的压入程度等工艺条件以形成纳米级孔径。
另外,还可用此法将两种铸膜液结合起来形成有机-无机双活性层纳滤膜,以使有机、无机双活性层达到膜性能上的互补作用。
(2)界面聚合法这是目前世界上有效的制备纳滤膜的方法,也是生产工业化纳滤膜品种多、产量大的方法。这类工业膜主要有nf系列、ntr系列、utc系列、atf系列、mpt系列、mpf系列及a-15膜等。
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