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反滲透具有低能耗、高效率等突出優點,是應用最為廣泛的分離技術之一。反滲透膜的性能是影響反滲透過程效率的決定因素,反滲透膜的研制一直是國內外膜領域的研究熱點。特別是近年來,石墨烯、碳納米管等新型材料展現出優異的水傳遞行為,成為新型反滲透膜材料的研究熱點。

反滲透膜主要通過膜的脫鹽率、水通量和耐氯抗污染性能等指標進行考量。脫鹽率是決定反滲透膜應用可行性的關鍵指標; 提高膜的水通量則能夠降低壓力能耗、操作成本和膜清洗成本; 提高膜的耐氯及抗污染性能可以提升膜的穩定性能,延長膜的使用壽命,降低處理及清洗成本。聚 胺 滲透膜通過氨基基團(R-NH2) 和 氯基團( R’ —COCl) 縮聚脫除 HCl 制備。單體側鏈基團的多樣性和理論上的可修飾性為膜的結構和性能調變提供了空間。近年來,圍繞提高反滲透膜的脫鹽率和水通量、改善耐污染性能,通過應用多種聚合反應單體、改進成膜後處理方法,對聚 胺反滲透膜進行了大量相關研究。

在反滲透膜基礎研究層面,如何通過材料特性 的設計與調控,突破反滲透膜脫鹽率與水通量的相互制約關系仍需深入探討,主要包括: 

1) 成膜反應單體性質與膜結構和膜性能的關系,新型反應單體的設計與合成。

2) 混合基質膜中添加的一維及二維材料的取向排布方法,建立有效水通道。

3) 解決有機/無機納米粒子在界面聚合反應中的分散性問 題,使得粒子的加入對膜分離性能和通量起到提高作用。

4) 無機材料性質及復合有機/無機納米粒子對反滲透復合膜結構、分離性能的影響機制及膜傳遞機理的規律性、機理性認識。

5) 各種新型反滲透膜的構效關系,長期應用條件下的膜性能的演變規律的研究也有待開展。

反滲透膜在水處理和海水苦咸水淡化方面發揮了重要作用,隨著我國最嚴格“水十條”的實施,可以預見反滲透水處理技術和新型反滲透膜研制 將迎來新的發展機遇。在商品化反滲透膜方面,我國與國外產品性能差距較大。可能的原因是缺乏對規模化連續生產條件下成膜反應-膜結構-膜效能關系的充分認識。開展成膜反應機制與膜性能調控研究、連續化成膜條件控制與膜結構關系、膜產品應用性能評價等將是規模化反滲透膜研究的方向。


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