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膜结构对分离性能的影响

            随着膜分离技能在市场上的应用越来越广,膜作为主要元件,其种类材质也越来越多,让人目不睱给,膜材质、结构的选择也变得越来越难。有的膜材质选不好可能会直接影响整个分离作用。下面就以纳滤膜为例,介绍一下膜结构对分离性能的影响。
            1、膜孔径对分离性能的影响
            膜孔径的大小决定了膜的筛分效应,从而影响分离中的对流作用。随着通量的增加,截留率上升,当通量接近于很大时,截留率接近于一个定值。这个值是膜分离该溶液所能达到的*大值,可以表征膜对该溶液的分离能力。当纳滤膜分离溶质半径普遍较小的电解质溶液时,孔径并不是决定其分离能力的因素,因为筛分作用不是主要的分离机理。但是,由孔径大小所决定的空间位阻作用大,溶质颗粒很难通过膜层到达渗入液侧,这使得分离很容易实现,反之,当孔径较大时,溶质颗粒易于通过膜层,分离就较难实现。
            2、膜厚度与孔隙对分离性能的影响
            溶质和溶剂分子在压力的驱动下以相同的速度进入膜层。溶剂分子较小,与孔壁碰撞的几率小,可以很容易地穿过孔道,而溶质分子的大小与膜孔处于同一数量类,进入孔道后空间位阻作用影响大。一旦溶质颗粒与孔壁的碰撞发生,溶剂分子与溶质分子分离。通量较大时,溶剂和溶质分子进入膜层前都有较高的速度,一旦溶质受阻停留膜骨而溶剂继续前行穿过膜层,二者就将以较高的速度分离,这就是在高通量下会获得高截留率的原因。
            由上可知,较小的孔径或较大的溶质离子半径能减少膜达到*大分离能力所需的通量,从而利于减少膜分离过程的操作压差。
            较大的膜厚或较小的孔隙率能使膜在较小的通量下达到*大的分离性能,反之亦然。
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