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浙江大学徐志康教授课题组制备出超高水通量正渗透膜
《膜分离技术交流》微信 陶振 / 时间:2017-02-07 14:36:19

  据膜分离技术交流微信公众平台2017年2月7日讯 内部浓差极化(internal concentration polarization,ICP)被认为是限制正渗透(Forwardosmosis)膜高水通量的主要原因。近日,浙江大学徐志康课题组首次使用(vertically oriented porous substrates, VOPs)作为支撑层,制备出具有超高水通量薄膜复合(thin film composite,TFC)正渗透膜,相关论文《Forward osmosis membranes with unprecedented water flux》发表在Journalof membrane science上(DOI:http://dx.doi.org/10. 1016/j.mem sci.2017.01.056),第一编辑为梁洪卿。


浙江大学徐志康教授课题组制备出超高水通量正渗透膜


  由于缺少优良的分离膜和汲取液,阻碍了FO/PRO的水净化等方面的应用。目前大多数研究偏向于薄膜复合膜(TFC),但是传统的TFC FO膜水通量较低,导致低脱盐效率和低电流密度,究其原因,主要还是多孔支撑层的内部浓差极化(ICP)效应。
  用经典的溶液-扩散机理建立的理论模型来分析支撑层结构和ICP效应的关系显示,在TFC膜中ICP和支撑层的厚度、弯曲度成正比,和支撑层的多孔性呈反比。目前传统的FO膜的制备方法主要是相转移法,由此制备出的膜含有弯曲的海绵状多孔结构,是限制TFC FO膜性能的主要瓶颈所在。因此如何降低甚至消除ICP效应成为了科研重点。


浙江大学徐志康教授课题组制备出超高水通量正渗透膜


  课题组首次报道使用VOPs材料作为TFC FO膜的支撑体,用来降低甚至消除ICP效应。通过界面聚合等过程,制备出的TFC FO膜具有非常低的孔弯曲度,能够为盐扩散和水渗透提供直接通路。正电子湮没寿命分析显示该膜具有比传统的不对称基质的FO膜更厚和更致密的选择层。新型FO膜具有低结构尺寸,大大降低了内部浓差极化效应。当FO的选择层为100um、面对的是去离子水料液、汲取液为2mol/L的氯化钠溶液时,展现了较高的水通量93.6±1.4L·m2/h。这个性能超出了目前已商业化和文献报道中的数据。
  该研究希翼可以为制备出高性能FO膜提供思路。

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