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反渗透膜结构性能表征

不同结构的反渗透膜,其性能各异,因此弄清膜的结构对了解膜的性能等是十分重要的。广泛应用的反渗透膜多为不对称膜和复合膜。

不同的膜,由于所用的材料、制备工艺和后处理等方面的不同,膜本身包括表层或超薄致密层、过渡层和支撑下层等,以及它们的厚度、孔径及其分布、孔的形状和孔隙率等。在结构上则各有差异,这主要有均相和异相、对称和不对称、致密和多孔、复合和一体之别。

①对称和非对称结构

非对称膜出现之前,多为数十微米厚的致密对称膜,对渗透通量的阻力很大,对分离过程无实用价值。非对称膜有效表层仅0.1~0.3μm,这样传递阻力小,使渗透通量有2~3个数量级的增加。非对称膜的缺点是在表层下有一会压密的过渡层,若其压密,则影响水通量。
②复合与非复合结构

复合膜的有效层极薄,一般为0.1~0.3μm厚,可以选择最优材料来制备,其支撑体也可优化而不易压密,所以复合膜是至今通量和脱盐等综合性能最好的,比非对称膜优异得多。
③荷电和非荷电

至今开发的反渗透大多数不同程度地带负电荷(少数带正电荷),这样在处理天然水时,不易被含量多的有机酸等污染,即使污染,也易于清洗。当然,亲水非荷电膜是优选的。
④表层粗糙度

早期的复合膜是表层十分光洁平整的,呈二维结构;而后开发的复合膜表面是一层细微的突起物,呈三维结构,从而使表面积成倍地增加,与之对应的水通量也同样增加。当然,耐污染性较差。


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