氫鍵理論

Reid等提出，在醋酸纖維素膜中，由于氫鍵和范德華力的作用，大分子之間存在牢固結(jié)合的結(jié)晶區(qū)和完全無(wú)序的非結(jié)晶區(qū)。水和溶質(zhì)不能進(jìn)入晶區(qū)，溶劑水充滿在非晶區(qū)，在接近醋酸纖維素分子的地方，水與醋酸纖維素羥基上的氧原子形成氫鍵，即所謂的“結(jié)合水”。在非晶區(qū)較大的空間里（假定為孔），結(jié)合水的占有率相對(duì)較低，在孔的中央存在普通結(jié)構(gòu)的水，不能與醋酸纖維素形成氫鍵的離子或分子可以通過(guò)孔的中央部分遷移，這種遷移方式稱為孔穴型擴(kuò)散。能和膜形成氫鍵的離子或分子與醋酸纖維素的氧原子形成結(jié)合水，以有序擴(kuò)散的方式進(jìn)行遷移，通過(guò)不斷改變和醋酸纖維素形成氫鍵的位置進(jìn)行傳遞透過(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)——魏基上的氧原子形成氫鍵，而原來(lái)結(jié)合水的氫鍵被斷開，水分子解離出來(lái)并隨之轉(zhuǎn)移到下一個(gè)活化點(diǎn)形成新的氫鍵，通過(guò)一連串的氫鍵形成與斷開，水分子離開膜的表面致密層進(jìn)入膜的多孔層，又由于膜的多孔層含有大量的毛細(xì)管水，故水分子可暢通地流到膜的另一側(cè)。

氫鍵理論能夠解釋許多溶質(zhì)的分離現(xiàn)象。該理論認(rèn)為，作為反滲透的膜材料必須是親水性的并能與水形成氫鍵，水在膜中的遷移主要是擴(kuò)散。但是，氫鍵理論將水和溶質(zhì)在膜中的遷移僅歸結(jié)為氫鍵的作用，忽略了溶質(zhì)一溶劑一膜材料之間實(shí)際存在的各種相互作用力。