Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2022-07-21 Origen:Sitio
La microestructura y el mecanismo de filtración de las membranas de ósmosis inversa (OI) , las membranas filtrantes más eficientes para la retención de contaminantes, ha sido un tema candente de investigación.Entonces, ¿una membrana de ósmosis inversa es una membrana porosa o no porosa?El conocimiento y la respuesta a esta pregunta tendrán un impacto directo en la comprensión del mecanismo de filtración de las membranas de OI .La respuesta a esta pregunta está cambiando con el avance de la tecnología y el análisis más profundo de la microestructura de las membranas de OI..
La investigación sobre el mecanismo de filtración por membrana de ósmosis inversa y su microestructura comenzó en la década de 1950.Ya en 1958, Kedem y otros investigadores propusieron un modelo fenomenológico aparente para describir el proceso de filtración de OI .Este modelo solo analizó la superficie de la membrana a nivel fenomenológico aparente, dividiéndola en dos partes: limpia y obstruida.Las suposiciones del modelo eran demasiado ideales y no abordaban la estructura de la membrana de RO , que estaba lejos de la complejidad real.
Lonsdale et al.consideró que la capa funcional de la membrana de OI era una estructura densa y no porosa y propuso el primer modelo mecánico de filtración por membrana de OI basado en esto: el modelo de difusión de solución (SDM), en el que los solutos y los solventes son impulsados por el potencial químico diferencias para difundir a través de la membrana RO.El modelo SDM fue desarrollado por Sherwood.Este modelo fue posteriormente modificado por Sherwood, quien concluyó que la superficie de la membrana de OI no era absolutamente densa y no porosa, sino que tenía algunas estructuras de "poros".Sin embargo, esta revisión solo consideró estos 'poros' como defectos en la superficie de la membrana y aún ignoró el efecto de la estructura fina de la membrana en el rendimiento de la membrana, y no consideró que la membrana RO ideal fuera porosa.
En 1970, las membranas de ósmosis inversa fueron reconocidas por primera vez como porosas, y Sourirajan propuso el modelo de flujo capilar de sorción preferencial (PSCFM) basado en la suposición de membranas porosas.Este modelo supone que el tamaño de los poros de la superficie de la membrana de ósmosis inversa cambia constantemente y que los poros de la membrana pueden filtrar selectivamente diferentes componentes del agua de alimentación, logrando así la separación.Esto proporciona una nueva forma de pensar acerca de las membranas de OI, que se puede combinar con la Ley de Darcy, una ley de filtración para membranas porosas, para describir el proceso de filtración por membrana de OI..
Aunque la mayoría de los estudios posteriores sobre el mecanismo de filtración de las membranas de ósmosis inversa se han basado en la hipótesis PSCFM (es decir, las membranas de ósmosis inversa son porosas), la estructura porosa de las membranas de ósmosis inversa no se ha confirmado directamente.No fue hasta 2011 que Chen et al.demostró por primera vez que las membranas de ósmosis inversa eran porosas utilizando las novedosas técnicas de aniquilación de positrones.Esto fue seguido en 2014 por Jonathan et al.quien utilizó un nuevo instrumento, la nanopermporometría (NPP), para determinar el tamaño de poro de las membranas de ósmosis inversa y comparó los resultados con la permeancia normalizada basada en Knudsen (NKP) y la atenuación catiónica (CEA).(NKP) y espectroscopia de vida útil de aniquilación de positrones (PALS).Usando espectroscopia de vida útil de aniquilación de positrones, Hideaki et al.también calculó el tamaño de poro de las membranas de ósmosis inversa utilizando espectroscopia de vida útil de aniquilación de positrones.Se calculó que el tamaño de poro de la membrana de RO está en el rango de 0,6-0,7 nm y cambia constantemente, y se encontró que la presión de funcionamiento tiene un efecto sobre el tamaño de poro de la membrana.
Debido al desarrollo de nuevos instrumentos y técnicas, existe un consenso emergente sobre la estructura de los poros de las membranas de ósmosis inversa. Esto también significa que el estudio del proceso de filtración por membrana RO ha entrado en una nueva fase.
