El principio, la estructura y el efecto de la membrana de ósmosis inversa.

La ósmosis inversa es una nueva tecnología de separación por membrana desarrollada en la década de 1960. Se basa en una membrana de ósmosis inversa para separar el solvente y el soluto en la solución bajo presión. Para entender el principio de la desalinización por ósmosis inversa, primero debemos entender el concepto de “ósmosis”. La ósmosis es un fenómeno físico. Cuando dos aguas con diferentes concentraciones de sales están separadas por una membrana semipermeable, se encontrará que el agua del lado con menos contenido de sal penetrará a través de la membrana hacia el mayor contenido de sal. El agua contenida en él no penetra, por lo que la concentración de sal en ambos lados se funde gradualmente hasta igualarse. Sin embargo, lleva mucho tiempo completar este proceso, también conocido como infiltración natural. Sin embargo, si intenta agregar presión en el lado del agua con un alto contenido de sal, el resultado también puede detener la penetración anterior, y la presión en este momento se denomina presión osmótica. Si se aumenta la presión, el agua puede penetrar en la dirección opuesta, dejando atrás la sal. Por lo tanto, el principio de la desalinización por ósmosis inversa es aplicar una presión mayor que la presión osmótica natural en el agua salada (como el agua cruda), de modo que la ósmosis proceda en la dirección opuesta y las moléculas de agua en el agua cruda se presionen para el otro lado de la membrana, en agua limpia, para lograr el propósito de eliminar la sal en el agua, que es el principio de la desalinización por ósmosis inversa.

En la actualidad, las membranas de ósmosis inversa se dividen en dos categorías, membranas de celulosa y membranas que no son de celulosa, según la composición química de sus materiales de membrana. Según la estructura física de los materiales de la membrana, se puede dividir aproximadamente en membranas asimétricas y membranas compuestas.

La película de celulosa más utilizada es la película de acetato de celulosa (denominada película CA). El grosor total de la membrana es de aproximadamente 100 μm, el grosor de toda la capa de la piel es de aproximadamente 0,25 μm y la capa de la piel está llena de microporos con un tamaño de poro de aproximadamente 5-10 angstroms, por lo que puede filtrar partículas extremadamente finas. , mientras que el tamaño de poro en la capa de soporte poroso es muy grande, alrededor de varios miles de angstroms, por lo que la membrana con esta estructura asimétrica también se denomina membrana asimétrica. En la operación de ósmosis inversa, la membrana de acetato de celulosa puede lograr el efecto de desalinización esperado solo cuando la capa superficial está en contacto con el agua cruda a alta presión y no debe invertirse.

Las membranas sin celulosa son principalmente poliamidas aromáticas. Otros incluyen membranas de polinecamida, membranas de benzodiazepina, membranas de polisulfona amida, membranas de injerto de politetrafluoroetileno, membranas de polietilenimina, etc.

La membrana compuesta de poliamida desarrollada en los últimos años está hecha de una tela no tejida de poliéster como capa de soporte. Debido a que la tela no tejida de poliéster es muy irregular y demasiado suelta, no es adecuada para la capa inferior de la capa de barrera de sal, por lo que la polisulfona plástica de ingeniería microporosa se echa sobre la superficie no tejida. Los poros en la superficie de la capa de polimaple se controlan a unos 150 angstroms. La capa de barrera es una poliamida aromática altamente reticulada con un espesor de aproximadamente 2000 angstroms. Las poliamidas aromáticas con alto grado de reticulación se polimerizan a partir de cloruro de trimesoilo y fenilendiamina. Debido a que este tipo de película se compone de tres capas de diferentes materiales, se denomina película compuesta.

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