超濾與納濾和反滲透之間的差別（什么是納濾什么是反滲透）

超濾與納濾和反滲透的差別在于分離溶質(zhì)的大小，反滲透需要使用對流體阻力大的更致密的膜，從而截留這些小分子，而這些小分子溶質(zhì)可自由地通過超濾膜。事實(shí)上，納濾和反滲透膜可視為介多孔膜（微濾/超濾）與致密無孔膜（全蒸發(fā)/氣體分離）之間的過程。因?yàn)槟ぷ枇^大，所以為使同樣量的溶劑通過膜，就需要使用較高的壓力，而且需克服滲透壓（海水的滲透壓力大約是2.5MPa）。

原則上反滲透可用于很多領(lǐng)域，可分成溶劑純化(即以滲透物為產(chǎn)物)和溶質(zhì)濃縮（即以原料為產(chǎn)物)兩大類。大部分應(yīng)用是水的純化，主要是半咸水脫鹽，特別是由海水生產(chǎn)飲用水(海水淡化)。半咸水中鹽的含量為0.1%=0.5%，而海水中鹽的含量為3.5%。另一個重要應(yīng)用為制備半導(dǎo)體工業(yè)用超純水。

反滲透中所使用的壓力為2~10MPa，納濾為1~2MPa，比超濾要高得多。與超濾和微濾相反，納濾和反滲透膜材料的選擇將直接影響分離效率，也就是膜(材料)必須對溶劑親和力高，而對溶質(zhì)親和力低。這意味著材料的選擇十分重要，因?yàn)樗鼪Q定了膜的本征特性。這與微濾和超濾有明顯差異。對于微濾和超濾，膜孔尺寸決定著分離性能，而材料的選擇主要是考慮其化學(xué)穩(wěn)定性。

通過膜的通量和對各種溶質(zhì)的選擇性同樣重要。當(dāng)根據(jù)其本征分離性質(zhì)選擇了一種材料后，可以通過降低厚度來提高用此材料制備的膜的通量。通量近似反比于膜厚，所以大部分反滲透膜均具有不對稱結(jié)構(gòu)，即由一個薄的致密皮層(厚度<1pm)和一多孔內(nèi)層(厚度約為50-150um)組成，傳遞阻力主要取決于致密皮層。具有不對稱結(jié)構(gòu)的膜可以分成兩類，即(一體化的)不對稱膜和復(fù)合膜。

很重要的一類由相轉(zhuǎn)化法制備的不對稱反滲透膜是纖維素酯，特別是二醋酸纖維素酯和三醋酸纖維素。這些材料對水的滲透系數(shù)高而對鹽的溶解度很低，所以非常適用于脫鹽過程。然而，盡管由這些材料制成的膜的性能很好，但其耐化學(xué)試劑、耐溫和抗菌能力都很差，這類膜典型的操作條件為pH值為5～7，溫度低于30℃，以避免聚合物水解。乙?；潭仍礁?，越不易水解。因此，二醋酸纖維素耐水解能力不如三醋酸纖維素。生物降解也是相當(dāng)嚴(yán)重的問題。醋酸纖維素膜的另一個缺點(diǎn)是對葡萄糖或蔗糖等碳水化合物以外的其他小分子有機(jī)物的選擇性低。

反滲透膜的制備通常采用的是第二種類型的結(jié)構(gòu)，即復(fù)合膜，大部分納濾膜實(shí)際上也是復(fù)合膜。這類膜的皮層和內(nèi)層由不同聚合物材料構(gòu)成，因此每層均可獨(dú)立地發(fā)揮其最大作用。制備復(fù)合膜的第一步是制備多孔內(nèi)層。對于內(nèi)層很重要的是其表面孔隙率和孔徑分布，通常采用不對稱超濾膜。在內(nèi)層上沉積很薄的致密層的方法包括：浸沒涂敷、原位聚合、界面聚合和等離子聚合。

由于反滲透膜、納濾膜可看成是介于多孔的超濾膜和非常致密的全蒸發(fā)/氣體分離膜之間的一種過程，因此其結(jié)構(gòu)并不需要像全蒸發(fā)/氣體分離那樣致密。大部分復(fù)合反滲透膜和納濾膜是通過界面聚合制備的。