1. 主页 > 行业资讯

膜技术基本原理(膜的基本概念)

膜技术基本原理(膜的基本概念)

本文目录

  1. 反渗透膜的工作原理
  2. 反渗透膜主要技术原理都有哪些
  3. PVD真空镀膜原理是什么
  4. 调光膜的原理是什么

反渗透膜的工作原理

当把相同体积的稀溶液和浓液分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。

世界上从反渗透过程的传质机理及模型来说,主要有三种学说:

1、溶解-扩散模型

Lonsdale等人提出解释反渗透现象的溶解-扩散模型。他将反渗透的活性表面皮层看作为致密无孔的膜,并假设溶质和溶剂都能溶于均质的非多孔膜表面层内,各自在浓度或压力造成的化学势推动下扩散通过膜。溶解度的差异及溶质和溶剂在膜相中扩散性的差异影响着他们通过膜的能量大小。其具体过程分为:第一步,溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解;第二步,溶质和溶剂之间没有相互作用,他们在各自化学位差的推动下以分子扩散方式通过反渗透膜的活性层;第三步,溶质和溶剂在膜的透过液侧表面解吸。

在以上溶质和溶剂透过膜的过程中,一般假设第一步、第三步进行的很快,此时透过速率取决于第二步,即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子扩散方式通过膜。由于膜的选择性,使气体混合物或液体混合物得以分离。而物质的渗透能力,不仅取决于扩散系数,并且决定于其在膜中的溶解度。

溶剂和溶质在膜中的扩散服从Fick定律,这种模型认为溶剂和溶质都可能溶于膜表面,因此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。

2、优先吸附—毛细孔流理论

当液体中溶有不同种类物质时,其表面张力将发生不同的变化。例如水中溶有醇、酸、醛、脂等有机物质,可使其表面张力减小,但溶入某些无机盐类,反而使其表面张力稍有增加,这是因为溶质的分散是不均匀的,即溶质在溶液表面层中的浓度和溶液内部浓度不同,这就是溶液的表面吸附现象。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。

3、氢键理论

在醋酸纤维素中,由于氢键和范德华力的作用,膜中存在晶相区域和非晶相区域两部分。大分子之间存在牢固结合并平行排列的为晶相区域,而大分子之间完全无序的为非晶相区域,水和溶质不能进入晶相区域。在接近醋酸纤维素分子的地方,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第一层水分子后,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。

在压力作用下,溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点——羰基上的氧原子形成氢键,而原来水分子形成的氢键被断开,水分子解离出来并随之移到下一个活化点并形成新的氢键,于是通过一连串的氢键形成与断开,使水分子离开膜表面的致密活性层而进入膜的多孔层。由于多孔层含有大量的毛细管水,水分子能够畅通流出膜外。

反渗透膜主要技术原理都有哪些

当纯水和盐水被理想半透膜隔开,理想半透膜只允许水

通过而阻止盐通过,此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧,这种现象称为渗透,若在膜的盐水侧施加压力,那么水的自发流动将受到抑制而减慢,当

施加的压力达到某一数值时,水通过膜的净流量等于零,这个压力称为渗透压力,当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时,水的流向就会逆转,此时,盐水中的水

将流入纯水侧,上述现象就是水的反渗透(RO)处理的基本原理。

想要理解反渗透首先要知道什么是渗透,渗透是生活中常见的一种现象,高中生物中的细胞膜就是通过盐分及渗透原理保持水分的,腌黄瓜或是研制蔬菜的时候撒盐过段时间就会有水分析出,水分通过细胞膜进入盐度较高的方向,这种过程就叫做渗透。

反渗透的原理其实是根据渗透的原理进行的,通过增大盐度较高侧的压力,使水分从盐度较高的部分流向盐度较低区域,从而实现脱盐的效果,这种原理正好与渗透原理相反,所以叫反渗透。

渗透作用多发生于生物体以及细胞体,是获得生物才有的一种现象,反渗透属于渗透原理的反向应用。

PVD真空镀膜原理是什么

PVD即物理气相沉积,是当前国际上广泛应用的先进的表面处理技术。其工作原理就是在真空条件下,利用气体放电使气体或被蒸发物质部分离化,在气体离子或被蒸发物质离子轰击作用的同时把蒸发物或其反应物沉积在基材上。它具有沉积速度快和表面清洁的特点,特别具有膜层附着力强、绕性好、可镀材料广泛等优点。采用全球先进的磁控溅射离子镀膜和多弧离子镀膜工艺设备,及在此基础之上与国际专家的工艺创新。凭借在装饰镀行业十多年的宝贵经验,为客户提供最适合的涂层加工方案。

PVD镀膜的属性

•金属外观颜色均匀一致耐久的表面,在各种基本的空气和直射阳光环境条件下永久保持良好外观。颜色深韵、光亮。

•经济,可减少清洗和擦亮电镀黄铜或金色所必须的时间和成本。使用一块软布和玻璃清洁剂即可清洁干净PVD膜层。

•对环境无害,避免化学中毒和VOC的散发。

•具生物兼容性。

PVD镀膜特性

•卓越的附着力,可以折弯90度以上不发生裂化或者剥落(PVD镀膜持有很高附着力和耐久力)。其它的技术,包括电镀,喷涂都不能与其相比。

•可以蚀刻出任何能够想象出的设计图案。

•可以使用在内装修或者室外。

•真空镀膜,抗氧化,抗腐蚀。耐腐蚀,化学性能稳定,抗酸。手机外壳PVD镀膜抵抗力。

•镀膜外壳容易清除油漆和指纹。

•在强烈的阳光,咸的湿地和城市环境下,都不失去光泽,不氧化,不褪色,不脱落和爆裂。高度耐磨损,耐刮擦,不易划伤。可镀材料广泛,与基体结合力强。

PVD装饰涂层颜色系列

PVD可以在不锈钢、铜、钛锌铝合金等金属上镀制CrN. TiN. TiAlCN. TiCN. TiAlN。金色、黄铜色、玫瑰金色、银白色、黑色、烟灰色、紫铜色、棕色、紫色、蓝色、酒红色、古铜色等颜色,并能根据您的要求提供所需的颜色及质量。还可在塑料产品上镀制EMI膜半透膜透明膜不导电膜。

PVD应用范围

PVD技术广泛应用于电子产品门窗五金、厨卫五金、灯具、海上用品、首饰、工艺品,及其它装饰性制品的加工制造。

如今PVD在日用五金领域已相当普及,许多世界领先的五金制造商都已开始PVD产品的开发和大批量生产。PVD丰富的色彩使其非常容易搭配,优异的抗恶劣环境,以及易清洗、不褪色的性能使其深受消费者喜爱。特别是铜色系列涂层,被全世界广泛采用,并用来代替铜及镀铜制品。

调光膜的原理是什么

调光膜其基本原理是——

1、在调光薄膜断电(OFF)状态下,中间的高分子液晶材料呈无序排列状态,阻挡光线穿透薄膜,这时看到的效果便是乳白色的不透明状态。

2、在调光薄膜通电(ON)状态下,电场作用下薄膜中间的高分子液晶材料有序排列,可使光线能透过薄膜,这时看到的效果便是透明无色的薄膜状态。

PDLC发明自美国肯特大学,Polytronix公司是全球产能老牌的PDLC膜制造商,其薄膜产品结构如下图:

调光膜,PDLC,调光膜工作原理

图:Polytronix公司PDLC薄膜

Polytronix其玻璃产品是采用PVB中间膜做夹层的成品调光玻璃,其透光率,抗打击强度,安全性,寿命等都远胜EVA夹层的调光玻璃成品,结构如下图:

调光玻璃结构图

本文来源网络