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什么是納濾技術?(納濾技術的發(fā)展與現(xiàn)狀)

日期:2022-08-11    發(fā)布人:杭州菲躍   閱讀量:0

納濾技術簡介

納濾(NF)20世紀80年代后期發(fā)展起來的一種介于反滲透和超濾之間的新型膜分離技術。納濾膜的截留相對分子質量為200?1000,膜孔徑約為1μm,適宜分離大小約為Inm的溶解組分,故稱為“納濾”。納濾的操作壓力通常為0.5?1.0 MPa, 一般比反滲透低0.5?3 MPa,并且由于其對料液中無機鹽的分離性能,因此納濾又被稱為“疏松反滲透”或“低壓反滲透”。納濾技術是為了適應工業(yè)軟 化水及降低成本的需要而發(fā)展起來的一種新型的壓力驅動膜過濾。

納濾膜分離在常溫下進行,無相變,無化學反應,不破壞生物活性,能有效地截留二價及高價離子和相對分于質量高于200的有機小分子,而使大部分一價無機鹽透過,可分離同類氨基酸和蛋白質,實現(xiàn)高分子量和低分子量有機物的分離,且成本比傳統(tǒng)工藝低,因而被廣泛應用于超純水的制備、食品、化工、醫(yī)藥、生化、環(huán)保、冶金等領域的各種濃縮和分離過程。納濾膜的一個顯著特征是膜表面或膜中存在帶電基團,因此納濾膜分離具有兩個特性,即篩分效應和電荷效應。分子量大于膜的截留分子量的物質,將被膜截留,反之則透過,這就是膜的篩分效應。膜的電荷效應又稱為Donnan效應,是指離子與膜所帶電荷的靜電相互作用。對不帶電荷的分子的過濾主要是靠篩分效應。利用篩分效應可以將不同分子量的物質分離;而對帶有電荷的物質的過濾主要是靠荷電效應。

什么是納濾技術?(納濾技術的發(fā)展與現(xiàn)狀)

納濾與超濾、反滲透一樣,均是以壓力差為驅動力的膜過程,但其傳質機理有所不同。一般認為,超濾膜由于孔徑較大,傳質過程主要為篩分效應;反滲透膜屬 于無孔膜,其傳質過程為溶解一擴散過程(靜電效應如納濾膜存在納米級微孔,且大部分荷負電,對無機鹽的分離行為不僅受化學勢控制,同時也受電勢梯度的影響。

對于純電解質溶液,同性離子會被帶電的膜活性層所排斥,而如果同性離子為多價,則截留率會更高。同時為了保持電荷平衡,反離子也會被截留,導致電遷移流動與對流方向相反。但是,帶多價反離子的共離子較帶單價反離子的共離子的截留率要低,這可能是由多價反離子對膜電荷的吸附和屏蔽作用所致。對于兩種同性離子混合物溶液,根據(jù)唐南理論,與它們各自的單純鹽溶液相比,多價共離子比單價共離子更容易被截留。兩種共離子的混合液,由于它們遷移率的不同,使低遷移率的反離子的截留逐漸減少而高遷移的反離子的濃度增加,造成電流和電遷移的'‘抵消”。

納濾膜對極性小分子有機物的選擇性截留是基于溶質的尺寸和電荷。溶質的傳遞可以理解為以下兩步:第一步,根據(jù)離子所帶的電荷選擇性地吸附在膜的表面;第二步,在擴散、對流、電泳移動性的共同作用下傳遞通過膜。


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