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反滲透膜技術的發展

作者: 編輯: 來源: 發布日期: 2020.10.10
信息摘要:
反滲透具有低能耗、高(gāo)效率等突出優點,是應用最為廣泛的分離技術之一。反滲(shèn)透膜的性能是影響反滲透過程(chéng)效率(lǜ)的決定因素,反滲透膜的研製一直是國內外膜…
反滲透(tòu)具有低(dī)能耗、高效率(lǜ)等突出優點(diǎn),是應用最為廣泛的(de)分離技術之一。反滲透膜的性能(néng)是影響反滲透過程效率的決定(dìng)因(yīn)素,反滲(shèn)透膜的研製一直是國(guó)內外膜領域的(de)研(yán)究熱點。特別(bié)是近(jìn)年來,石墨烯、碳納米管等新型材料展現(xiàn)出優(yōu)異的水傳(chuán)遞行為,成為新型反滲(shèn)透膜材料的研究熱點。
反滲透膜主要通(tōng)過膜的脫鹽率、水通量和耐氯抗汙染性能等指標進行考量。脫(tuō)鹽率是決定反滲透膜應(yīng)用可(kě)行性的關鍵指標; 提高膜的水通量則能夠降低壓力能耗、操作成本(běn)和膜清洗成本; 提高膜的耐(nài)氯(lǜ)及抗汙染性能可以提升膜的穩定性能,延長膜的(de)使用(yòng)壽命,降低(dī)處理及(jí)清洗成本。聚(jù)酰胺 滲透膜通過氨基基團(R-NH2) 和酰氯基團( R’—COCl) 縮聚脫除 HCl 製備。單體側鏈基(jī)團的多樣性和理論上的(de)可修飾性為膜的結構和性能調變提供了空間。近年來,圍繞提高反滲(shèn)透(tòu)膜的脫鹽率和水通量、改善耐汙染性能(néng),通過應用多種聚合(hé)反應單體、改進成膜後處理方法,對聚酰胺反滲透膜進行了大(dà)量相關研(yán)究。

在反滲透膜基礎研究層麵,如何通過材料特性 的設計與調控,突破(pò)反滲透膜脫鹽率與水通量的相互製約關係仍需深入探討(tǎo),
主(zhǔ)要包括:
1) 成膜反(fǎn)應單(dān)體性質與膜結構(gòu)和膜性能的關係,新型反應(yīng)單體(tǐ)的設計與合成(chéng)。
2) 混合基質(zhì)膜中(zhōng)添(tiān)加的一維及二維材料的取(qǔ)向排(pái)布方法,建立有效水通(tōng)道(dào)。
3) 解決有機/無機(jī)納米(mǐ)粒子在界麵聚合(hé)反應(yīng)中的分散性問 題,使得(dé)粒子的加入對膜分離性能和通量(liàng)起(qǐ)到提高作用。
4) 無機材料性質及複合有機(jī)/無機(jī)納米粒子對反滲透(tòu)複合膜結構、分離性能的影響機製及膜傳遞機理的規律性、機理性認識。
5) 各種新(xīn)型(xíng)反(fǎn)滲透膜的構效關係,長期應(yīng)用(yòng)條件下的膜性能的演變規律的研究也有待開展。
反滲透(tòu)膜在水處理和海水苦鹹水淡(dàn)化方麵發揮了重要作用,隨著我國(guó)最嚴格“水十(shí)條”的實施,可以預見反滲透水(shuǐ)處理技術和新型反滲透膜研製 將迎來新的發展機遇。
在商品化反滲透膜(mó)方麵,我國與國外產品性能差距較大。可能的原(yuán)因是缺乏對規模化連續生產條件下成膜反應-膜結構-膜效能關係的充(chōng)分認識(shí)。
開展成膜反應機(jī)製與(yǔ)膜性能調(diào)控(kòng)研究、連續化成膜條件控製與(yǔ)膜結構關係、膜產品應用性能評價(jià)等將是(shì)規模化反(fǎn)滲透膜研究的方向。
結合全球反(fǎn)滲透膜消費區域結構以及中國反滲透膜市場規模對全球反滲透膜市場規(guī)模進行測算得到,2019年(nián)全球全球反滲(shèn)透膜產業(yè)市場(chǎng)規模約為240億元。近(jìn)年來新材料行(háng)業(yè)以及膜產業的(de)快速發展,家用淨水的普及,加上當(dāng)前全世界對於(yú)海水淡化重視(shì)以及環保壓(yā)力的驅動下,市場(chǎng)對反滲透膜的需求越來越大,未來全球反滲透膜市場仍將繼續擴張。
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