纳米膜过滤技术样本.docx

纳米膜过滤技术样本.docx

《纳米膜过滤技术样本.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《纳米膜过滤技术样本.docx（4页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

纳米膜过滤技术样本

课题名称:

纳米膜过滤技术

课题内容:

1.概述

1.1定义:

纳米过滤（简称纳滤）是介于反渗透与超滤之间的一种以压力为驱动力的新型膜分离过程,纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。

能截留有机小分子而使大部分无机盐透过,操作压力低,在食品工业、生物化工及水处理等许多方面有很好的应用前景。

1.2纳滤与超滤及反渗透的关系:

a.纳米过滤膜的截断相对分子质量小于1000,大于100,填补了超滤与反渗透之间的空白。

（比反渗透大,比超滤小）

b.纳滤能够截留能透过超滤膜的溶质;而不能截留能透过反渗透膜的溶质（水）。

2.纳米过滤机理

NF膜与UF膜一样为多孔膜,其分离过程也是利用膜的筛分作用。

但NF膜大多为荷电膜,其对无机盐的分离行为不但由化学势梯度控制,同时也受电势梯度的影响,即NF膜的行为与其荷电性能,以及溶质荷电状态和相互作用都有关系。

2.1纳滤技术原理:

a.溶解--扩散原理:

渗透物溶解在膜中,并沿着它的推动力梯度扩散传递,在膜的表面形成物相之间的化学平衡,传递的形式是:

能量=浓度*淌度*推动力,使得一种物质经过膜的时候必须克服渗透压力。

b.电效应:

纳滤膜与电解质离子间形成静电作用,电解质盐离子的电荷强度不同,造成膜对离子的截留率有差异,在含有不同价态离子的多元体系中,由于道南（DONNAN）效应,使得膜对不同离子的选择性不一样,不同的离子经过膜的比例也不相同。

纳滤过程之因此具有离子选择性,是由于在膜上或者膜中有负的带电基团,它们经过静电互相作用,阻碍多价离子的渗透。

根据文献说明,可能的荷电密度为0.5～2meq/g。

为此,我们可用道南效应加以解释:

ηj=μj*zj*f*φ

式中

ηj——电化学势;

μj——化学查组分的电荷数;

f——每摩势;

zj——被考尔简单荷电组分的电荷量;

φ——相的内电位,而且具有电压的量纲。

式中的电化学势不同于熟知的化学势,是由于附加zj*f*φ项,该项包括了电场对渗透离子的影响。

利用此式,能够推导出体系中的离子分布,以计算出纳滤膜的分离性能。

2.2纳滤膜的离子选择性:

a.对于阴离子,截留率按以下顺序递增:

b.阳离子的截留率递增顺序为:

c.一价离子易透过,高价离子的截留率高

Eg:

Na2SO4和NaCl混合溶液

d.分子量在200～1000之间,分子大小在1nm以上的分子被截留

2.3纳米过滤的特点

①在过滤分离过程中,它能截留小分子的有机物并可同时透析出盐,即集浓缩与透析为一体;

②操作压力低,因为无机盐能经过纳米滤膜而透析,使得纳米过滤的渗透压远比反渗透为低,这样,在保证一定的膜通量的前提下,纳米过滤过程所需的外加压力就比反渗透低得多,具有节约动力的优点。

3.纳米滤膜

3.1性质

a.大多数的纳米滤膜是由多层聚合物薄膜组成。

活性层一般荷负电化学基团。

一般认为纳米滤膜是多孔性的,其平均孔径为2nm,一般相对分子质量截留范围为200～1000,当前截留相对分子量在100～200的纳滤膜已成为研究热点。

b.纳米滤膜同样要求具有良好的热稳定性、pH值稳定性和对有机溶剂的稳定性。

T≤80℃,pH=1～14。

3.2特点

a.纳滤膜比反渗透膜有更高的水通量。

（因为NF膜上含有负电荷亲水性基团）

b.改进以疏水性胶体、油脂、蛋白质和其它有机物为背景的抗污染能力强。

（表面活性基团）

c.如果溶质所带电荷相反,它与膜相互配合会导致污染。

因此,纳滤膜最好应用于不带电荷分子的截留,可完全看做为筛分,或组分的电荷采用静电相互作用消除。

3.3纳滤膜组件

SelRO系列纳滤膜包括卷式与管式两种构型的组件。

a.卷式膜:

由于单位体积中拥有较大的膜面积,因而造价较低,但要求经过膜的料液必须经预处理步骤,以避免分离过程中膜间隙内堵塞;