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纳滤膜的分离原理介绍

  • 分类:新闻中心
  • 作者:纳滤膜
  • 来源:
  • 发布时间:2020-09-05 16:15
  • 访问量:

【概要描述】

纳滤膜的分离原理介绍

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纳滤膜的分离过程是由多种机理共同作用的,国内外学者对纳滤膜的传质过程主要使用道南平衡模型、细孔模型、电荷模型和空间位阻-孔道模型来进行分析。在纳滤分离过程中,纳滤膜的分离效果主要受膜孔径大小、膜内电荷密度和膜厚度与孔隙率的比值影响。当膜的孔径较小时,溶质离子很难透过膜从而被截留,因而提高了对溶质的分离效果。相反,当膜孔径较大时,溶质就极易透过膜,从而造成溶质分离效果较差。膜内空间的大小是膜厚度与孔隙率的乘积,当膜内空间越大时,溶质分离效果越差。当膜厚度一定时,随着孔隙率减小,膜内空间也相应减小,将更有利于溶质的分离。当孔隙率一定时,膜厚度越小,膜内空间越小,相应的溶质分离效果越好。

 

纳滤膜

 

膜内荷电密度的改变将导致原料液与膜的界面平衡浓度以及膜内浓度分布的变化。为保持膜的电中性,膜内荷电密度的增加会引起膜内反离子浓度的增加,而同离子浓度却随之下降。即膜内电荷密度增加时,同离子更难透过膜而被截留,从而更利于反离子透过膜进入渗透液。由道南平衡模型可知,二价阳离子(Mg2+)比低价阳离子(Li+ )携带更高的正电荷,因此高价阳离子与荷正电纳滤膜之间的静电排斥力更强,这导致荷正电膜对二价阳离子 Mg2+具有更高的截留率。荷负电纳滤膜在排斥同名离子的同时,带正电的Mg2+和Li+在电荷的作用下进入膜内,导致膜内的阳离子浓度高于溶液中的浓度。为了维持膜两侧的电中性,Mg2+和Li+向渗透液的扩散受到了限制。

 

同时,由于 Li + 的离子水合半径比 Mg2+的小,且Li+的扩散系数比Mg2+的大,因此Li+更容易通过膜进入渗透液,而Mg2+更容易被膜截留。Machado等研究了纯溶剂和溶剂混合物(醇、石蜡、丙酮和水)通过MPF-50膜的透过性,并组建了一种串联阻力模型。Machado假设复合NF膜由活性表面层、中间超虑层和基底支撑层三层组成,对应的三种阻力即表面阻力RS0、通过NF孔期间的粘性阻力Rμ1以及通过UF 孔期间的另一种不同的粘性阻力Rμ2。

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