納濾膜原理及使用系統(tǒng)介紹

1、 膜科 學(xué)與技術(shù) 刊 周年專 刊 創(chuàng) 第 卷 式膜 兩 端加 上 片 式 電極 測(cè) 量 電 位 差 ， 碟 并提 出 了相 應(yīng) 的理 論 用 于 解 析 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 ， 得 管 式 獲 還處 于起 步 階段 在跨 膜 電位 的模 型化 方 面 ， 目前 僅 有 少 部 分 研 究者 使 用非平 衡 熱 力 學(xué) 模 型、 模 型 以 及 模 型 。 等做 出了理 論研 究 而在 跨 膜 電位 的 組 成方 面 ， 問題 在 于對(duì) 流 電位 與 膜 電位 所 占的 比例 的影 響 因素 ， 以及 支 撐 層 的對(duì) 流 電位 是 否 能 忽 略 使 用 微 孔 聚砜 膜 作 為 復(fù) 合 的 反

2、滲 等 透膜 的支 撐層 的替 代 物 ， 過 測(cè) 量 聚砜 膜 兩 端 的跨 通 膜 電位來 判 斷支撐 層 的 電位 對(duì) 總 跨 膜 電位 的貢 獻(xiàn) 實(shí)驗(yàn) 表 明 ， 撐層 貢獻(xiàn) 低 于 ， 主要 是 由于 支撐 支 這 層 的水力 阻力相 對(duì) 于 分 離 層要 低 得 多 等 從非 平 衡 熱 力 學(xué) 的 角 度 出 發(fā) ， 到 了跨 膜 電 得 位 的表 達(dá)式 ， 提 出跨 膜 電位 隨 透 過 通 量 的 非 線 性 并 關(guān) 系是 由膜 電 位 以 及 支 撐 層 的 對(duì) 流 電 位 導(dǎo) 致 的 膜的 電位 等相關(guān)信息 而后 由于切向流動(dòng) 電 位的獲取較為方便 ， 且其解析也相對(duì)簡(jiǎn)單

3、 ， 研究者使 用 切 向流 動(dòng) 電位測(cè) 量解 析 得 到 的膜 表 面 電荷 密度作 為參 數(shù)進(jìn) 行分 離 性 能 的模 型 研 究 。除 了 膜 的分 。 。 離 性 能 和動(dòng) 電性 質(zhì)研 究 外 ， 向流 動(dòng) 電位 也 可 進(jìn) 行 切 膜污 染研 究 主要 是 因?yàn)?當(dāng)膜受 到 污染 時(shí) ， 面 的 這 表 離子 會(huì) 被污 染層 屏 蔽 ， 而 得 到 與 干 凈 膜 表 面 不 同 從 的 電荷 信息 如 清 洗劑 在 納 濾膜 表 面 的 吸 附會(huì) 造成 電位的變化 污染物的增加會(huì)使得膜 ， 電荷逐漸被屏蔽 ， 電位絕對(duì)值變小 跨膜 電位 膜 電位是 在零 通 量 的情 況 下 測(cè)

4、量 的 ， 時(shí) 膜 內(nèi) 此 部 的溶 液 濃度 分 布與 實(shí) 際納 濾過 程 中溶液 的濃 度 分 布是不 相 同 ， 而納 濾 膜 的帶 電性 質(zhì) 是 與 溶 液 濃 度 相 關(guān) 的， 因此膜 電位 獲 得 的結(jié) 果 并 不 能 真 正 反 映 納 濾 等口 壩 在分離實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上根據(jù) 模 型 獲得 了相關(guān) 參 數(shù) ， 理論 上 預(yù) 測(cè) 了跨 膜 電位 隨 從 通量 的關(guān) 系 ， 與 實(shí)驗(yàn) 結(jié)果 進(jìn)行 了對(duì) 比 ， 并 結(jié)果 表 明 支 撐層 的影 響并 不能 忽 略 等 則 通過 結(jié) 合 拓 展 ¨ 的 方 程 與 非 平衡 熱 力 學(xué) ， 立 了 雙 建 層模 型 ， 而 可

5、以直 接 獲 取 分 離 層 和 支 撐層 的 電 位 從 膜在納濾過程中的性質(zhì) ， 而僅能從一種類平衡 的角 度上 研 究納 濾膜 的 荷 電性 質(zhì) ， 納 濾 膜 的傳 遞 機(jī) 理 對(duì) 研究 意 義較 小 而切 向 流動(dòng) 電位 獲 取 的是 膜 表 面 的 電荷密度 ， 有研究者指出， 膜體 內(nèi)和膜表面的性質(zhì)是 存 在差 異 的口 因此 切 向 流 動(dòng) 電 位 的結(jié) 果 也 不 能 ， 真 正反 映 納濾 過程 中納濾膜 的帶 電性 質(zhì)對(duì) 溶質(zhì) 的分 離 性能 的 影 響 膜 電位是 指 在過 濾過 程 中 ， 兩側(cè) 跨 膜 產(chǎn) 生 的 電位差 ， 被 稱 為 壓 力誘 導(dǎo) 電 位 （ 也

6、 。 是 過 濾 電 位 （ ）¨ 或 信息， 從而預(yù)測(cè)納濾膜的結(jié)構(gòu) 結(jié) 論 與 展 望 綜 上所 述 ， 最早 用 于描 述 中性 溶 質(zhì) 在 納 濾 膜 中 的分離 性能 是基 于 提 出 的連續(xù) 流 體 動(dòng)力 學(xué) 模 型 ， 最初 用 于描述 離 子在 納 濾 膜 中傳 遞 過 程 的模 而 型是基 于 非平衡 熱 力 學(xué) 得 出 的現(xiàn) 象 學(xué) 方 程 隨后 一 ） 由于壓 力差 和濃 度 差 的 同 時(shí)作 用 ， 膜 跨 電位 主要 是 由三 種 電位 組 成 的 ， 即對(duì) 流 電位 （ ）擴(kuò)散 電位 （ 和 、 ） 系列模 型 ， 空間 電荷 模 型 ， 電位 阻 模 型

7、， 南 位 如 靜 道 阻模型等陸續(xù)被應(yīng)用于表征納濾膜 的分離性能和動(dòng) 電性 質(zhì) 這些 模型 幫助 人們 深刻 認(rèn) 識(shí)納 濾分 離 過程 ， 有力 地促 進(jìn) 納濾技 術(shù) 的廣 泛 應(yīng) 用 而 納濾 膜 的獨(dú) 然 特結(jié) 構(gòu) （ 即納 米級(jí) 孔 道 ） 帶 來 的特 殊 效 應(yīng) ， 雙 電 所 如 層 重疊及 荷 電多 變性 、 限空 間 內(nèi) 的溶 劑 化效 應(yīng) 、 受 溶 道南電位 （ 雖然跨膜電位的組成 ） 較膜 電位 、 向流動(dòng) 電位 復(fù)雜 ， 是跨 膜 電位 的測(cè) 量 切 但 是在 納濾 過 程 中 同時(shí) 進(jìn) 行 的 ， 就 是 電位 的產(chǎn) 生 與 也 截 留 的產(chǎn) 生 的同步 的 ， 因

8、此 分 析 跨 膜 電位 的產(chǎn) 生 為 研究離子在納濾過程中的傳遞機(jī)理提供 了真實(shí)有效 的證 據(jù) 果能 將跨 膜 電位 與截 留性 能結(jié) 合 進(jìn) 行 考 如 慮， 將能極大地促進(jìn)納濾分離機(jī)理的研究 此外 由于 跨膜電位的實(shí)時(shí) 陛， 使得它有可能成為膜污染 的在 線 監(jiān)測(cè) 和 診 斷 的有 效 工具 目前 跨膜 電位 的研 究還 比較 少 ， 目前 質(zhì) 一溶劑 間 的相 互 作 用 力 等 ， 使 得 納 濾 膜 分 離 機(jī) 也 理 研究 成為 膜科 學(xué) 與技術(shù) 領(lǐng) 域 的難 點(diǎn)和熱 點(diǎn) 世 界 “ 因膜而 改變 ， 因我 們 更 精 彩 ” 我 們 期 待 著 納 濾 膜 膜 ， 分 離機(jī) 理

9、及 其 理論研 究 在不 久之 將 來 出現(xiàn)新 的突破 性 進(jìn) 展 資 源能 源 日益 匱 乏 的今 天 膜 技 術(shù) 受 到 了 在 前 所 未有 的重 視 ， 于 納 濾 膜分 離 機(jī) 理 及 其 模 型 的 基 指導(dǎo) ， 種新 型納 濾 膜 材 料 及 其 組件 和 納 濾 膜 過 程 各 的研究主要集中在其組成和模 型化階段 ， 無論是實(shí) 驗(yàn)還是理論研究 ， 外部溶液 、 膜性質(zhì)和操作條件等對(duì) 跨膜 電位 的影響研究還相 當(dāng)不充分 ， 而對(duì)跨膜 電位 的擬 合 ， 以及通 過跨 膜 電位 進(jìn) 行 相 關(guān) 的機(jī) 理 研 究 也 耦合及系統(tǒng)集成優(yōu)化的研究與開發(fā)呈現(xiàn)迅猛壯觀 的 發(fā)展 勢(shì) 頭

10、， 而 推動(dòng) 納濾 技術(shù) 在水 凈 化 與處 理 、 品 從 產(chǎn) 精制 與 分離 過程 中發(fā)揮 著愈 來愈 重 要 的作用 第 期 王曉琳等 ：納濾膜孔結(jié)構(gòu) 、 電性質(zhì) 、 荷 分離機(jī)理及動(dòng) 電性質(zhì)研究 進(jìn)展 參 考 文 獻(xiàn) ， ， （） ： ， ， ， ： ， ， （ ） ， （） ： ， （ ： ， ） ， （ ）： ， ， （ ） 一 ， ， ： （ ） ， ， ： 一 ， ， ： ， ， ： ， ， ， ： ， ， （ ） ， ： ， （ ）： ， ， ， ， ， ： （ ） ， ， ， ， ： ， ， ： ， （） ， ， ， ， ， ， ， ： ， （ ） ： ， ， ， （ ） ， ， ， ， ， （ ） ： ， ： ， （） ， ： ， ） ， （ ： ， ， ， ， ， ， ， ： （ ） （ ， ， ）： ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， （ ）： ， ， （ ： ） ， ， ， ， ， ， 八 ， ， ： （ ： ， ， ） ， ， ， ： ， ， ， ， 科學(xué)與技術(shù) 膜 創(chuàng)刊 周 年專 刊 第 卷 （ ）： 一 ， ， ， ， （ ： ） （ ）： ， ， ， ， ， ， ， （ ） ， ： ， ， ， （ ： ） ， ， （ ）： ， ， ， ， ： ， ， （ ） 。 ， （ ）： ，