关于RO反渗透膜的透过机理,多年来,多个学者先后提出了多种不对称RO反渗透膜的透过机理和模型,汇总如下:
1 、氢键理论
这个理论是由里德(Ried)等人提出的,并用醋酸纤维RO膜加以解释。这种理论是基于一些离子和分子能通过膜的氢键的结合而发生联系,从而通过这些联系发生线形排列型的扩散来进行传递。在压力的作用下,溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点——羰基上氧原子形成氢键,而原来的水分子形成的氢键被断开,水分子解离出来并随之转移到下一个活化点,并形成新的氢键,如是通过这一连串氢键的形成与断开,使水分子离开膜表面的致密活化层,由于多孔层含有大量的毛细管水,水分子能畅通流出膜外。
2 、优先吸附-毛细孔流理论
索里拉金(Srinivasa Sourirajan)等人提出了优先吸附-毛细孔流理论。他们以氯化钠水溶液为例,溶质是氯化钠,溶剂是水,RO膜的表面能选择性吸水,因此水被优先吸附在RO膜表面上,而对氯化钠排斥。在压力作用下,优先吸附的水通过RO膜,就形成了脱盐的过程。这种模型同时给出了混合物分离和渗透性的一种临界孔径的概念。临界孔径显然是选择性吸着界面水层的两倍。基于这种模型在膜的表面必须有相应大小的毛细孔,根据这种理论,索里拉金等研制出具有高脱盐率、高脱水性的实用反渗透RO膜,奠定了实用RO反渗透膜的发展基础。
3 、溶液扩散理论
朗斯代尔(Lonsdale)和赖利(Riley)等人提出溶解扩散理论。该理论假定膜是无缺陷的“完整的RO膜”,溶剂和溶质透过膜的机理是由于溶剂与溶质在RO膜中的溶解,然后在化学位差的推动力下,从膜的一侧向另一侧进行扩散,直至透过RO膜。溶剂和溶质在RO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均质或非多孔型RO膜表面,以化学位差为推动力(常用浓度差或压力差来表示),分子扩散使它们从RO膜中传递到膜下部。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RO膜中的溶解度。溶质的扩散系数比水分子的扩散系数小得越多,高压下水在RO膜内的移动速度就越快,因而透过RO膜的水分子数量就比通过扩散而透过去的溶质数量更多。
目前一般认为,溶解扩散理论较好的说明RO膜透过现象,当然氢键理论、优先吸附-毛细孔流理论也能够对RO反渗透膜的透过机理进行解释。此外还有学者提出扩散-细孔流理论,结合水-空穴有序理论以及自由体积理论等。也有人根据RO反渗透现象是一种膜透过现象,因此把它当作非可逆热力学现象来对待。总之,RO反渗透膜透过机理还在发展和完善中。
国际品牌的RO反渗透膜:美国DUPONT(杜邦),美国海德能HYDRANAUTICS,美国OSMONICS(奥斯莫尼斯),美国DESAL(迪赛欧),美国科氏KOCH,美国FILMSEP(菲姆赛博),美国TRISEP,美国AMFOR(安孚),德国朗盛LANXESS,德国迈纳德MICRODYN NADIR,美国nanoh2o(LG chem),日本东洋纺TOYOBO,沃顿科技VONTRON,日本TORAY(东丽),韩国CSM(世韩,源于美国),俄罗斯MEMBRANIUM,印度LEXCRU等。#反渗透膜##RO膜##RO反渗透膜##过滤机理##水处理#
1 、氢键理论
这个理论是由里德(Ried)等人提出的,并用醋酸纤维RO膜加以解释。这种理论是基于一些离子和分子能通过膜的氢键的结合而发生联系,从而通过这些联系发生线形排列型的扩散来进行传递。在压力的作用下,溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点——羰基上氧原子形成氢键,而原来的水分子形成的氢键被断开,水分子解离出来并随之转移到下一个活化点,并形成新的氢键,如是通过这一连串氢键的形成与断开,使水分子离开膜表面的致密活化层,由于多孔层含有大量的毛细管水,水分子能畅通流出膜外。
2 、优先吸附-毛细孔流理论
索里拉金(Srinivasa Sourirajan)等人提出了优先吸附-毛细孔流理论。他们以氯化钠水溶液为例,溶质是氯化钠,溶剂是水,RO膜的表面能选择性吸水,因此水被优先吸附在RO膜表面上,而对氯化钠排斥。在压力作用下,优先吸附的水通过RO膜,就形成了脱盐的过程。这种模型同时给出了混合物分离和渗透性的一种临界孔径的概念。临界孔径显然是选择性吸着界面水层的两倍。基于这种模型在膜的表面必须有相应大小的毛细孔,根据这种理论,索里拉金等研制出具有高脱盐率、高脱水性的实用反渗透RO膜,奠定了实用RO反渗透膜的发展基础。
3 、溶液扩散理论
朗斯代尔(Lonsdale)和赖利(Riley)等人提出溶解扩散理论。该理论假定膜是无缺陷的“完整的RO膜”,溶剂和溶质透过膜的机理是由于溶剂与溶质在RO膜中的溶解,然后在化学位差的推动力下,从膜的一侧向另一侧进行扩散,直至透过RO膜。溶剂和溶质在RO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均质或非多孔型RO膜表面,以化学位差为推动力(常用浓度差或压力差来表示),分子扩散使它们从RO膜中传递到膜下部。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RO膜中的溶解度。溶质的扩散系数比水分子的扩散系数小得越多,高压下水在RO膜内的移动速度就越快,因而透过RO膜的水分子数量就比通过扩散而透过去的溶质数量更多。
目前一般认为,溶解扩散理论较好的说明RO膜透过现象,当然氢键理论、优先吸附-毛细孔流理论也能够对RO反渗透膜的透过机理进行解释。此外还有学者提出扩散-细孔流理论,结合水-空穴有序理论以及自由体积理论等。也有人根据RO反渗透现象是一种膜透过现象,因此把它当作非可逆热力学现象来对待。总之,RO反渗透膜透过机理还在发展和完善中。
国际品牌的RO反渗透膜:美国DUPONT(杜邦),美国海德能HYDRANAUTICS,美国OSMONICS(奥斯莫尼斯),美国DESAL(迪赛欧),美国科氏KOCH,美国FILMSEP(菲姆赛博),美国TRISEP,美国AMFOR(安孚),德国朗盛LANXESS,德国迈纳德MICRODYN NADIR,美国nanoh2o(LG chem),日本东洋纺TOYOBO,沃顿科技VONTRON,日本TORAY(东丽),韩国CSM(世韩,源于美国),俄罗斯MEMBRANIUM,印度LEXCRU等。#反渗透膜##RO膜##RO反渗透膜##过滤机理##水处理#