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工业纯水设备科普篇之超纯水设备反渗透基础

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工业纯水设备科普篇之超纯水设备反渗透基础

         工业纯水设备在以反渗透技术为核心的水质纯化系统架构下得到了极大的发展与完善。一次偶然的发现让人们开始关注反渗透现象以及反渗透技术应用的重要性。从研究科学原理到技术成熟应用还有很长的路要走,反渗透纯水设备的使用更是经过了无数次的前期实践与检验。反渗透现象发生过程可以用语言进行形象的描述,但我们人须对科学技术进行更为深入的研究与归纳,并更为细致的探索与观察反渗透现象过程中说发生的一切,让我们更清楚的认识到反渗透的本质与出。

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工业纯水设备反渗透技术基础

人们在自然界中早就发现了渗透膜的存在,更晚些才因为一个巧合发现了反渗透膜在自然界中存在的证据,自此,反渗透膜与反渗透现象便引起了科学界的关注与探索。目前,世界范围内对反渗透过程的物质传送机理以及模型主要描述为三种学说。

一、工业纯水设备反渗透技术溶解扩散模型

反渗透纯水设备技术溶解扩散上模型将半透膜的活性表面看成无孔且致密的膜,并假设在半透膜表面内溶质和溶剂都能溶解,各自在浓度或压力下的化学势推动下通过反渗透半透膜。溶解度以及扩散性的差异将影响溶质溶剂通过膜的能力。一种看法认为工业纯水设备就是利用各种杂质在半透膜的选择性下透过能力的不同,进行过滤的。物质的渗透能力不仅取决于扩散系数,而且取决于其在膜中的溶解度,溶质的扩散系数比水分子的扩散系数要小得多,因而透过膜的水分子数量就比通过扩散而透过去的溶质数量更多。

 

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二、工业纯水设备反渗透技术优先吸附毛细孔流理论

反渗透纯水设备进水成分十分复杂,水中溶有不同的物质,将引起水溶液表面张力发生变化,溶质在水中的分布是不均匀的,溶液表面浓度与溶液内部浓度也不相同,这将导致溶液表面吸附现象,当水溶液与高分子多孔膜接触时,若膜的化学性质使膜对溶质负吸附,对水是优先的正吸附,则在膜与溶液界面上将形成一层被膜吸附的一定厚度的纯水层。它在外压作用下,将通过膜表面的毛细孔,从而可获取纯水。该理论较直接的解释了工业纯水设备中纯水得到的方法与原理。

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三、工业纯水设备反渗透技术氢键理论

反渗透纯水设备中制备纯水的过程很多都是通过反渗透半透膜的化学特性来进行的。在醋酸纤维素中,大分子之间存在牢固结合并平行排列在晶相区域,而完全无序的排列则为非晶相区域。水与醋酸纤维素羰基上的氧原子会形成氢键并构成所谓的结合水。当醋酸纤维素吸附了层水分子后,会引起水分子熵值的极大下降,形成类似于冰的结构。在非晶相区域较大的孔空间里,结合水的占有率很低,在孔的中央存在普通结构的水,不能与醋酸纤维素膜形成氢键的离子或分子则进入结合水,并以有序扩散方式迁移,通过不断的改变和醋酸纤维素形成氢键的位置来通过膜。水分子以这种形式到达致密活性成而到达多孔层,较终透过半透膜。

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