反渗透膜的分类及特点
反渗透膜材料的选择经历了由实验室到不断认识深化的过程,从早期盲目地使用有机高分子材料制成膜进行对比试验,到以后逐步从膜的传递原理、材料的结构和性能与膜性能之间的关系等进行预测,如溶解扩散机理,材料溶解度参数,优先吸附原理等。到目前为止通用的反渗透膜材料主要有醋酸纤维素和芳香聚酰胺两大类。
①醋酸纤维素(CA膜)美国的 Loeb-Sourirajan研制出世界上*张非对称醋酸纤维素反渗透膜,并于1960年在加利福尼亚大学发表了制作该膜的方法。铸膜液的组成为含定量乙酰的醋酸纤维、溶剂(如丙酮)、盐类添加剂(如高氯酸镁)与水,按一定比例混合并溶解。1963年 Manjikian也在加利福尼亚大学用甲酰胺代替高氯酸镁作为添加剂,在室温下制得同样的膜,从而使操作变得更简单平板膜的制作工艺包括:将醋酸纤维素、添加剂与溶剂混合溶解为铸膜液,浇铸刮平溶剂蒸发,冷水浸渍和热处理等。
通常非对称醋酸纤维素反渗透膜的厚度为100~200m,制膜时与空气相接触的丙酮蒸发面在外观上有光泽,其具有致密构造,厚度在0.25-1m,称为表面致密层。致密层的孔径在10nm以下,直接与除盐效果有关,因此也称为分离层。致密层下面为较厚的多孔海绵层,由于其支撑着表面致密层,因此称之为支撑层。支撑层的孔径一般在100mm以上与脱盐作用无关。
非对称醋酸纤维素反渗透膜具备高透水量,对大多数水溶性组分的渗透性低,具有良好与脱盐作用无关。
②芳香聚酸胺(PA膜)芳香聚酰胺反渗透膜由美国杜邦公司(Du Pont)于1970年的成膜性能等优点,得到长期研究与使用。
成功,并首先开发了海水脱盐中空纤维膜。铸膜液一般由芳香聚酰胺、溶剂(如N, N二甲基乙酰胺和二甲基亚砜等)和盐类添加剂(如硝酸锂、氯化锂等)三组分组成中空纤维膜由溶液纺丝而成。制作工艺包括:将芳香聚酰胺、添加剂与溶剂混合溶解为铸膜液,溶液纺丝,溶剂蒸发,在水中凝胶成型等通常芳香聚酰胺反渗透膜的厚度为25~27m左右,表面致密层厚度为0.1~1pm,支与醋酸纤维素反渗透膜相比,芳香聚酰胺反渗透膜的化学稳定性更好,且不会被生物撑层的厚度约为26m左右。
侵蚀
③复合膜复合膜是由膜与基材复合而成。复合膜于20世纪60年代在美国开始研究,
70年代PA300型复合膜也曾工业化生产,但直到1980年 Filmtec公司才推出性能优异、实用的FT-30复合膜。80年代末高脱盐率的全芳香族聚酰胺复合膜研制成功;90年代,超低压高脱盐全芳香族聚酰胺复合膜进入市场,占据了反渗透膜应用领域的主导地位。
复合膜通常可分为三层,即致密分离层、支撑层与过渡层。致密分离层可选用不同的材质改变膜表面层的亲和性,因而可有效提高膜的分离效果和抗污染性;支撑层和过渡层可以做到孔隙率高,结构可随意调节,材质可选择,因而可有效提高膜的通量。在相同条件下,复合膜通量比非对称性膜高约50%~*。
膜材料膜材料的选择是制备各种反渗透膜的基础,其决定了膜的制作方法,能得到膜的形态、结构、分离原理等,直接决定膜的性能。一般来说,理想的反渗透膜要有以下特点。a高通水量。单位面积上透水量大。b.高盐截留率。脱盐率高,以满足经济脱盐的要求。c.足够的机械强度高。以保证在所承受的压力下正常工作。d,具有良好的化学稳定性。耐水解、耐酸碱腐蚀、微生物侵蚀。e.耐污染。可长期保持膜的性能,少清洗,使用寿命长。f.制膜容易。容易制成薄片膜或中空纤维膜。g.价格便宜,原料充足。
录入时间:2019/11/28 8:44:33 点击次数:973