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鲁东环保今日为您浅析反渗透膜的制备技术

发布日期:2020-10-20

反渗透膜主要分两大类:一类是醋酸纤维素膜,如常用的醋酸纤维素-三醋酸纤维素共混不对称膜以及醋酸纤维素中空纤维膜;另一类是芳香族聚酰胺膜,如常用的芳香族聚酰胺复合膜和芳香族聚酰胺中空纤维膜。以上两种膜一般皆为不对称膜,其中复合膜是不对称膜中的一种。 

在海水淡化领域,第一张反渗透膜的制备是通过溶液相转化法制得的不对称 CA 膜。不对称膜的出现,不仅使致密层呈数量级的变薄,而且其传递速度也急剧增加其制备过程大体包含四个主要步骤: 

(1)  配制含有聚合物-溶剂-添加剂的制膜液; 

(2)  将此制膜液展成一薄的液层,并让其中的溶剂挥发一段时间; 

(3)  将挥发后的液层进入非溶剂的凝胶浴中,使之凝胶成聚合物的固态膜;

(4)  将凝胶的膜进行热处理或压力处理,改变膜孔径,使之具有所需的性能早期制备反渗透复合膜的方法很多,包括水面形成法,稀溶液拉出法,稀溶液涂布法,就地聚合法以及等离子聚合法等。目前应用较广的界面聚合法是从以上方法发展而来的。

上世纪六十年代,Fanci 首次提出了反渗透复合膜的概念及制备方法(P SFancis, 1966)。它采用较疏松的醋酸纤维素膜作多孔支撑层,超薄复合层通过水面形成法制备,然后再将超薄复合层碾压覆盖在多孔支撑层上,这样制出的复合膜在水通量和NaCl截留率方面都比不对称醋酸纤维素膜要有很大提高。但这种方法难以实现大规模生产。

Riley 等对这种复合方法进行了改进,他们先在疏松的醋酸纤维素膜上涂一层聚丙烯酸,然后在聚丙烯酸上浸涂三醋酸纤维素的氯仿溶液,溶剂挥发后形成超薄复合层:聚丙烯酸在用盐水测试膜性能时,溶于水中,从多孔支撑层渗出,从而形成反渗透复合膜。这种方法后来被非纤维素类复合膜取代(R I, Riley,1971)。1972 年 Cadotte 等用界面聚合法制出第一张聚酰胺反渗透复合膜。先将聚砜多孔膜浸入多元胺的水溶液,沥干后,再浸入多元酰氯中取出,烘干得到反渗透复合膜。这种复合膜与以前的分渗透膜相比,操作压力大幅度降低,水通量和氯化钠截留率都有较大程度的提高。从而使得反渗透技术进入了一个高速发展的时期。 

界面聚合法制备反渗透复合膜是将支撑体(通常是超滤膜)浸入含有活泼单体(多元胺)的水溶液中,然后将此膜进入另一个含有活泼单体(多元酰氯)的有机溶剂中,多元胺和多元酰氯反应在支撑表面形成酰胺皮层,最后进行后处理得到。

反渗透膜的运行机理也正是这些可能模型而不是简单的机械筛分,使得反渗透膜有非常高的脱盐性能,它对一般离子的脱除率可达 99%以上,同时可以去除全部的有机物胶体、细菌和病毒。 

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