浅析影响纳滤膜性能的主要因素
摘要:纳滤技术在有机相中的应用越来越多,已广泛应用于医药、食品、精细化工及催化剂的回收利用等领域。本文比较详细的分析了纳滤膜的一般特点和影响纳滤膜性能的主要因素。
关键词:纳滤膜性能因素
纳滤是近年来发展起来的介于超滤和反渗透之间的一种新的膜分离过程,是目前国外膜分离领域研究的热点之一。由于纳滤膜在有机溶剂中不稳定,起初纳滤技术多应用于水相。随着耐溶剂纳滤膜的研制和商业化,纳滤技术在有机相中的应用越来越多。虽然水相在纳滤膜中传递机理比较成熟,但在有机相中的纳滤过程和水相中的存在较大差异,尚无法对有机相纳滤过程进行直接预测,所以探索有机相中纳滤机理和构造相应的纳滤模型已经成为当前急待解决的问题之一。
一、纳滤膜的一般特点
大部分纳滤膜为非对称薄层复合膜。一般认为纳滤膜是多孔性的,其平均孔径为1-2 nm。作为一般规律,通常纳滤膜的截断分子量1000而大于200。截留分子量范围比反渗透膜大而比超滤膜小,因此纳滤膜可以截留能通过超滤膜的溶质而让不能通过反渗透膜的容质通过,根据这一原理,可用纳滤来填补山超滤和反渗透所留下的空白部分。
二、影响纳滤膜性能的因素
纳滤膜的性能主要包括选择性、通量、截留能力及稳定性等。膜的选择性受膜孔径及其分布、组分在膜中溶解的扩散性、荷电性及密度、选择载体组分等因素的影响,膜的通量及截留率受膜厚度、驱动力、供料组成、供料组分性质、渗透压等因素的影响;膜的稳定性则受膜的化学和机械稳定性、吸附、组器构型、供料速率和切向速度等因素的影响。在实际操作过程中,膜的选择性往往已固定,可变的性能主要是膜的通量、截留能力和膜的稳定性。由于纳滤膜自身结构上的特殊性,其分离性能除与膜材料自身的性质及制膜工艺有关外,还受操作条件、物质性质和组件构型三个方面的影响,具体说来,可分为以下几个方面:
1、操作时间
通过用纳滤膜分离回收制药废水中林可霉素的实验也发现,即使料液是蒸馏水,且操作压力、流量、温度等其它因素不变的条件下,膜通量也会随着运行时间而下降,尤其在运行初期,通量下降较快,此后通量逐渐趋于稳定。产生此现象的原因估计是膜在一定压力下运行时被压实,此压实过程在初期是快速的,造成通量快速下降,此后压实作用逐渐变得困难从而通量渐渐趋于稳定。
2、溶质回收率