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反滲透系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間:2018-04-17 來(lái)源:http://m.displayweek-segmark-evites.com/spply/pld/rscsclsb/259.html


反滲透系統(tǒng)設(shè)備的主要特點(diǎn)以及不同類型設(shè)備的差異性:

1.優(yōu)先吸附毛細(xì)孔模型:弱點(diǎn)干態(tài)電鏡下,沒(méi)發(fā)現(xiàn)孔。濕態(tài)膜標(biāo)本不是電鏡的樣品。

2.溶解擴(kuò)散模型:不認(rèn)為有孔。

3.干閉濕開(kāi)模型:上個(gè)世紀(jì)80,90年代,國(guó)人鄧宇等提出的,能夠解釋1和2模型的統(tǒng)一的現(xiàn)代最貼切的逆滲透機(jī)理模型。既“干閉濕開(kāi)”反滲透模型,統(tǒng)一了兩個(gè)最經(jīng)典的反滲透機(jī)制模型,細(xì)孔模型,溶解擴(kuò)散模型。

這個(gè)問(wèn)題太深?yuàn)W了,至今科學(xué)家們都無(wú)法完全明確解釋。其實(shí)把反滲透現(xiàn)象理解清楚就可以。學(xué)界對(duì)于反滲透分離機(jī)理的解釋主要流行以下三種理論:

1、溶解-擴(kuò)散模型

Lonsdale等人提出解釋反滲透現(xiàn)象的溶解-擴(kuò)散模型。他將反滲透的活性表面皮層看作為致密無(wú)孔的膜,并假設(shè)溶質(zhì)和溶劑都能溶于均質(zhì)的非多孔膜表面層內(nèi),各自在濃度或壓力造成的化學(xué)勢(shì)推動(dòng)下擴(kuò)散通過(guò)膜。溶解度的差異及溶質(zhì)和溶劑在膜相中擴(kuò)散性的差異影響著他們通過(guò)膜的能量大小。其具體過(guò)程分為:**步,溶質(zhì)和溶劑在膜的料液側(cè)表面外吸附和溶解;第二步,溶質(zhì)和溶劑之間沒(méi)有相互作用,他們?cè)诟髯曰瘜W(xué)位差的推動(dòng)下以分子擴(kuò)散方式通過(guò)反滲透膜的活性層;第三步,溶質(zhì)和溶劑在膜的透過(guò)液側(cè)表面解吸。

在以上溶質(zhì)和溶劑透過(guò)膜的過(guò)程中,一般假設(shè)**步、第三步進(jìn)行的很快,此時(shí)透過(guò)速率取決于第二步,即溶質(zhì)和溶劑在化學(xué)位差的推動(dòng)下以分子擴(kuò)散方式通過(guò)膜。由于

膜的選擇性,使氣體混合物或液體混合物得以分離。而物質(zhì)的滲透能力,不僅取決于擴(kuò)散系數(shù),并且決定于其在膜中的溶解度。

反滲透系統(tǒng)

2、優(yōu)先吸附―毛細(xì)孔流理論

當(dāng)液體中溶有不同種類物質(zhì)時(shí),其表面張力將發(fā)生不同的變化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有機(jī)物質(zhì),可使其表面張力減小,但溶入某些無(wú)機(jī)鹽類,反而使其表面張力稍有增加,這是因?yàn)槿苜|(zhì)的分散是不均勻的,即溶質(zhì)在溶液表面層中的濃度和溶液內(nèi)部濃度不同,這就是溶液的表面吸附現(xiàn)象。當(dāng)水溶液與高分子多孔膜接觸時(shí),若膜的化學(xué)性質(zhì)使膜對(duì)溶質(zhì)負(fù)吸附,對(duì)水是優(yōu)先的正吸附,則在膜與溶液界面上將形成一層被膜吸附的一定厚度的純水層。它在外壓作用下,將通過(guò)膜表面的毛細(xì)孔,從而可獲取純水。

3、氫鍵理論

在醋酸纖維素中,由于氫鍵和范德華力的作用,膜中存在晶相區(qū)域和非晶相區(qū)域兩部分。大分子之間存在牢固結(jié)合并平行排列的為晶相區(qū)域,而大分子之間完全無(wú)序的為非晶相區(qū)域,水和溶質(zhì)不能進(jìn)入晶相區(qū)域。在接近醋酸纖維素分子的地方,水與醋酸纖維素羰基上的氧原子會(huì)形成氫鍵并構(gòu)成所謂的結(jié)合水。當(dāng)醋酸纖維素吸附了**層水分子后,會(huì)引起水分子熵值的極大下降,形成類似于冰的結(jié)構(gòu)。在非晶相區(qū)域較大的孔空間里,結(jié)合水的占有率很低,在孔的中央存在普通結(jié)構(gòu)的水,不能與醋酸纖維素膜形成氫鍵的離子或分子則進(jìn)入結(jié)合水,并以有序擴(kuò)散方式遷移,通過(guò)不斷的改變和醋酸纖維素形成氫鍵的位置來(lái)通過(guò)膜。

在壓力作用下,溶液中的水分子和醋酸纖維素的活化點(diǎn)――羰基上的氧原子形成氫鍵,而原來(lái)水分子形成的氫鍵被斷開(kāi),水分子解離出來(lái)并隨之移到下一個(gè)活化點(diǎn)并形成新的氫鍵,于是通過(guò)一連串的氫鍵形成與斷開(kāi),使水分子離開(kāi)膜表面的致密活性層而進(jìn)入膜的多孔層。由于多孔層含有大量的毛細(xì)管水,水分子能夠暢通流出膜外。



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