反渗透膜的制备技术
基于新型单体的反渗透与纳滤膜的制备与性能研究
基于新型单体的反渗透与纳滤膜的制备与性能研究一、本文概述随着全球水资源日益紧缺，膜技术在水处理领域的应用越来越广泛，其中反渗透和纳滤技术作为膜技术的核心，对水质净化、海水淡化等领域具有重大意义。
传统的反渗透与纳滤膜材料在性能上仍存在一定的局限性，如通量小、选择性差、稳定性不足等，这些问题限制了其在高效、环保水处理方面的应用。
研发新型高性能的反渗透与纳滤膜材料成为当前研究的热点。
本文旨在通过制备基于新型单体的反渗透与纳滤膜，探索其在水处理领域的应用潜力。
我们将介绍新型单体的设计与合成，阐述膜材料的制备工艺和表征方法，重点分析新型反渗透与纳滤膜的性能特点，包括通量、截留率、稳定性等方面的表现。
我们还将通过对比实验和模拟计算，评估新型膜材料在实际水处理中的应用效果，为膜技术的进一步发展和应用提供理论支持和实践指导。
本文的研究不仅有助于推动膜技术的创新发展，也为解决全球水资源危机提供了新的思路和方法。
我们期待通过这项研究，为未来的水处理领域带来更加高效、环保的解决方案。
二、新型单体的合成与表征为了开发具有优良性能的反渗透与纳滤膜，我们首先设计并合成了一种新型的单体。
该单体结合了高疏水性、高稳定性及良好的成膜性等特点。
合成过程中，我们采用了多步有机合成策略，确保每一步的反应都能精确控制，以获得所需的结构和纯度。
详细的合成步骤如下：我们选择了适当的起始原料，经过酯化、还原、取代等反应，逐步引入所需的官能团。
在每一步反应后，都进行了严格的纯化处理，如重结晶、柱层析等，以确保单体的纯度和结构。
为了验证新型单体的结构和性质，我们进行了多种表征手段。
通过核磁共振（NMR）和质谱（MS）分析，我们确定了单体的精确结构，确保了每一步反应的准确性。
通过热重分析（TGA）和差热分析（DSC），我们研究了单体的热稳定性和相变行为，为其在膜制备中的应用提供了重要依据。
我们还通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和紫外-可见光谱（UV-Vis）等手段，对单体的官能团和光学性质进行了深入研究。
反渗透膜分离技术教学文案
2. 醋酸纤维素膜的结构及性能 1）结构 醋酸纤维素是没有强烈氢键的无定形链状高分子化合物。 制膜过程是将其溶解在丙酮中，并加入甲酰胺作添加剂， 经混合调制、过滤、铸塑成型，然后再经蒸发、冷水浸渍、 热处理，即可得到醋酸纤维素 (cellulose acetate,CA)膜。
外观为乳白色、半透明，有一定的韧性，膜厚l00～250m。
x 100%
中空纤维式组件要求FI 值在3左右，卷式组件要求FI 值在5左右,管式组件FI 值为15左右
(2)预处理方法
l）调整和控制pH值及进水温度，根据反渗透膜允许使 用的温度和pH值范围。 2）去除水中0.3～1µm以上的悬浮固体及胶体，用混凝 沉淀和精密过滤相结合工艺,用5～ 25 µm过滤介质， 去除水中悬浮固体。 3）去除可溶性、胶体状和悬浮性有机物，采用氯或次 氯酸钠氧化可有效地也可根据有机物的种类采用活性 炭去除。
特点:
❖ 水力条件好，安 装、清洗、维修比 较方便。
❖ 能耐高压，可以 处理高粘度的原水。
❖ 缺点是膜的有效 面积小，装置体积 大，而且两端要较
多的联结装置。
束式外压式膜组件
1－档圈；2－集水密封环；3－聚氯乙烯烧结板； 4－锥形多孔橡胶塞；5－密封管接头；6－进水 口；7－壳体；8－橡胶胆；9－出水口；10－膜 元件；11－网套；12－O形密封圈；13－档圈槽； 14－淡水出口
渗透流率下降的现象。
总之，浓差极化和膜污染都将使膜渗透流率下降，导致超滤 和微滤过程无法进行较长时间的稳定操作，从而使该技术在 化工、生化过程和食品加工等极有应用价值的领域内不能充 分发挥作用。对它的控制措施有：
①预先过滤除去料液中的大颗粒; ②增加流速，减薄边界层厚度，提高传质系数；
反渗透膜制备
反渗透膜制备
反渗透膜制备是一种重要的膜分离技术，广泛应用于水处理、食品加工、药物制备等领域。
其制备方法主要包括物理法、化学法和生物法三种。
物理法包括空气干燥法、溶剂挥发法等；化学法包括共聚物化学法、交联化学法等；生物法包括生物反应法、生物降解法等。
这些方法各有优缺点，可以根据不同需求选择合适的方法制备反渗透膜。
在制备过程中，需要考虑材料的选择、膜的结构与性能、制备条件的控制等因素。
目前，反渗透膜制备技术已经发展到了微纳米级别，未来将进一步发展成为高效、环保、节能的膜分离制备技术。
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反渗透膜
在21世纪以前，反渗透膜技术都是被国外所垄断，而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技 术．这个历史要追述到建国初期，当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。
在工程中我们发现，污染时间的长短不一样，其症状也不一样。如：膜发生碳酸钙垢污染，污染时间为一个 星期时，主要表现为脱盐率的迅速下降，压差缓慢增大，而产水量变化不明显，用柠檬酸清洗能完全恢复性能。 污染时间为一年(某纯水机)，盐通量由最初的2mg/L上升为37mg/L(原水为140mg/L～160mg/L)，产水量由 230L/h下降为50L/h，用柠檬酸清洗后，盐通量降为7mg/L，产水量上升至210L/h。
原理：反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施 加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂， 即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤 水。
性能指标
透过速度
脱盐率
回收率
脱盐率=（1–产水含盐量/进水含盐量）×100%
膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越 致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，对高价离子及 复杂单价离子的脱盐率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低，但也可超过了 98%（膜使用时间越长，化学清洗次数越多，反渗透膜脱盐率越低。）；对分子量大于100的有机物脱除率也可 过到98%，但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
RO反渗透方案及操作说明
1.反渗透简介1-1 膜法分离分类膜法液体分离技术一般可分四类：微滤(MF)截留0.1-1微米之间颗粒；超滤(UF) 截留0.002-0.1微米之间颗粒；纳滤（NF）能截留1纳米（0.001微米）而得名；和反渗透(RO)，反渗透能阻挡所有溶解性盐及分之量大于100的有机物，但允许水分子透过。
反渗透广泛用于海水及苦咸水淡化,锅炉给水,工业纯水及电子级超纯水制备，饮用纯净水生产，废水处理及特种分离等过程，在离子交换前使用反渗透可大幅度地降低超作费用和废水排放量。
被视为最精密的膜法液体分离法。
1-2反渗透原理我们知道渗透是指稀溶液中的溶剂(水分子)自发地透过半透膜进入浓溶液(浓水)侧的溶剂(水分子)流动现象。
在溶液自然渗透的过程中，浓溶液侧液面不断升高，稀溶液侧液面相应降低。
直到两侧形成的水柱压力抵消了溶剂分子的迁移，溶液两侧的液面不再变化，渗透过程达到平衡点，此时的液柱高度差称为该溶液的渗透压。
反渗透原理是：若我们在浓溶液侧施加压力克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水(浓溶液)中的水分子部分通过膜成为稀溶液侧的凈化水。
RO主机就是以反渗透原理为基础进行水质纯化的。
(请参照下图)反渗透在运行过程中，水流以一定速度横向流过膜管的同时，由于压力存在的原因，纯水纵向透过反渗透膜而进入集水层，从中心集水管排出。
而浓缩高浓度水横向流过膜管，从排水管路排走。
1-3 影响反渗透膜性能的因素1-3-1 基本定义1）回收率：指膜系统中给水转化成为产水时透过液的百分率。
膜系统的设计是基于预设的进水水质而定的，设置在浓水阀可以调节并设定回收率。
回收率常常希望最大化以便获得最大产水量，但是应该以膜系统不会因盐类等杂质的过饱和发生沉淀为它的极限置。
2）脱盐率：通过渗透膜从系统进水中除去总可溶性的杂质浓度的百分率，或通过膜脱除特定组份如二价离子或有机物的百分数。
3）透盐率：脱盐率的相反值，是进水中溶解性杂质成份透过膜的百分率。
高通量反渗透复合膜制备研究
天津大学硕士学位论文高通量反渗透复合膜制备研究姓名：张晨申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王志20090601１４复合膜的结构与成膜机理１４．１复合膜的结构复合膜的出现是膜技术发展史上的一个重要突破。
复台膜表面的致密超薄皮层由一个或多个多孔亚层支撑。
复合膜的皮层和亚层由不同的材抖制成，在结构和性质上相互独立。
复合膜的堆大优点在于可以通过埘皮层和亚层分别进行优化，使复合膜的性能达到悬佳…】。
以美国陶氏化学公司的ＦＴ－３０型商业反渗透复台膜为例，复合膜由聚酯无纺布层（１２０微米）、聚矾支撑层（４０微米）和聚酰胺超薄分离层（１００～２５０纳米）复合而成，如图Ｉ＿４所示。
复合膜表面的超薄分离层由界面聚合法合成，是复合膜的功能层。
高度交联的聚酰胺薄膜十分致密，起到了对盐离子的截留作Ｊ；｝ｊ．同时厚度叉很低，对水的阻力很小。
因此，复合膜在有着根高截留率的同时还可以保持较高的水通量。
然而，超薄分离层的机械强度很低，无法单独制备或使用，吲此必须将其合成在某种多孔材科之上。
■■■■●—一聚配簌踊分离屡一裹砜多孔支港层图１４檗酰胺反潘透复合膜的结掏示意罔Ｆｉ９１－４ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｐｏｌｙａｍｉｄｅＴＦＣｍＶｅｒｓｅｏｓｍｏｓｉｓｍｅｍｂｒａｎｅ聚砜（Ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ，ＰＦ）超滤膜是包括ＦＴ－３０膜在内的大部分商业反渗透膜所采用的多孔支撑层。
作为超薄功能层的支撑材料．聚砜超滤膜具有表面粗糙度低、表面孔径小、孔径分布窄、抗酸碱、机械强度高、耐高温等优点。
其它可以做为复合膜支撑层的材料包括聚醚砜（ＰＥＳ）、聚丙烯腈（ＰＡＮ）等。
需注意的是，不是所有的多孔材料都可以用作复台膜的支撑层。
反渗透和纳滤复合膜的活性皮层很薄，困此要求与其直接接触的支撑层表面比较光滑，即粗糙度较低ｌｌ“。
此外，复合膜的制各过程中需要将支撑膜与含有多胺单体的碱性水溶液相接触．并且成膜后还需要将复台膜在接近１００＇Ｃ下进行热处理，因此要求支撑材料能够耐强碱、耐高温。
反渗透ro膜原理
反渗透ro膜原理反渗透RO膜是一种用于水处理和海水淡化的技术。
RO膜可以将盐和其他有害溶质从水中分离出来，从而生产出清洁的水。
它是最前沿的水处理技术之一，具有高效、节能，环保等优点，越来越成为水处理领域的重要研究课题。
本文将重点介绍反渗透RO膜的原理、过程、应用及其优缺点等相关信息。
RO反渗透膜的原理是由选择性通透性较高的特殊材料制成的一种半透膜（semi-permeable membrane），它能够分离水中的有害物质，如盐、有机物、细菌、病毒等。
RO反渗透膜的选择性通透性是通过水分子在膜材料中的传输来实现的。
RO膜的材料具有一定的孔隙大小和分布，这些孔隙可以容纳水分子，但不能容纳溶质分子，因此只有水分子能够通过RO膜，而有害物质被阻挡。
在反渗透过程中，水被用高压泵推动，流经RO膜，部分水分子穿过RO膜，成为“渗透水”，另一部分水分子被阻挡，成为“浓水”。
这种分离过程是计算机控制的，根据目标产品的要求，通过控制流经RO膜的水的压力和流量，来调节渗透水和浓水的流量比例，使得浓水中的有害物质和杂质随流即弃，而渗透水则成为清洁的水源。
二、反渗透RO膜的过程反渗透包括前处理、反渗透本身以及后处理三个过程。
前处理是指预处理系统，包括滤器、反渗透预处理（通常指加药物）等，旨在防止RO膜受到污染、腐蚀、缩短RO膜寿命。
反渗透过程是最核心部分，需要高压水通过RO膜来分离含盐和其他有害溶质的水，形成清洁水源。
后处理主要是清洗和消毒。
反渗透膜的反洗系统是一个重要的组成部分，其功能是清洗膜表面的污染物和细菌，同时对氯离子等有害成分进行去除，以达到膜的保养要求。
为了最大限度地减少RO膜的受损风险，需要严格控制反洗的时间和用水量，还要注意维护和清洁膜系统设备，以确保反渗透系统的正常运行。
RO反渗透膜是一项重要的水处理技术，广泛应用于工业水处理、海水淡化、饮用水和纯水制备、废水处理等领域。
1. 工业水处理领域RO反渗透膜已经成为市场上最主要和成熟的工业用水技术之一，广泛应用于电子、化工、酿酒、制药、食品、高新技术等领域。
反渗透膜制备工艺
反渗透膜制备工艺反渗透膜，这玩意儿可神奇啦！就好像是一个超级厉害的守门员，能把那些我们不想要的杂质啊、污染物啊统统挡在外面，只让干净的水通过。
你想想看，水要经过那么多复杂的环境，里面不知道混合了多少乱七八糟的东西。
这时候反渗透膜就挺身而出啦！它就像是水的保护神，精心筛选着每一滴通过它的液体。
要制备这么厉害的反渗透膜，那可不是一件简单的事儿哦！就好像做菜一样，得有合适的材料，恰当的步骤，还要掌握好火候。
先得挑选出高质量的原材料，这就好比挑菜，得挑新鲜的、好的。
然后呢，要经过一系列精细的加工处理，这过程可不能马虎，得像雕琢艺术品一样细心。
在这个过程中，每一个环节都很重要呀！就跟盖房子似的，一砖一瓦都得放对地方，不然房子可就不牢固啦。
要是哪个步骤出了差错，那反渗透膜的效果可能就大打折扣咯。
比如说吧，如果加工的温度没控制好，那不就像是烤面包烤焦了一样，肯定不行呀！或者说材料混合的比例不对，那可就乱套啦，还能指望做出好的反渗透膜吗？而且啊，制备反渗透膜还得有耐心。
不能着急忙慌地就想赶快弄好，得一步一步慢慢来。
这可不是一蹴而就的事情，就像酿酒，得经过时间的沉淀才能变得香醇。
你说，要是反渗透膜没做好，那我们喝的水不就没那么干净了吗？那对我们的健康不也有影响吗？所以啊，制备反渗透膜真的是一件非常非常重要的事情呢！大家想想，我们每天都要喝水，如果水不干净，那我们的身体能好吗？反渗透膜就是保障我们用水安全的重要防线呀！它默默地工作着，为我们的生活带来纯净的水资源。
所以呀，我们真的得好好感谢那些研究和制备反渗透膜的人，是他们让我们的生活更加美好，更加健康。
他们就像是幕后英雄，虽然我们可能不知道他们的名字，但他们的贡献却是实实在在的。
反渗透膜的制备工艺，真的是一门高深的学问呢！它需要专业的知识、精湛的技术和十足的耐心。
这可不是谁都能随便做好的哟！但正是因为有了这样的工艺，我们才能享受到干净、健康的水。
这不就是科技带给我们的福利吗？让我们为反渗透膜制备工艺点赞吧！。
聚乙烯电池隔膜为支撑层的反渗透膜的制备
研究与开发CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2023， 40（6）： 1聚乙烯电池隔膜为支撑层的反渗透膜的制备宋肄业，张 晔，杨宏军（常州大学 材料科学与工程学院，江苏 常州 213164）摘 要： 以聚乙烯电池隔膜替代传统聚酯支撑层，利用相转换法在其上涂覆聚芳醚砜，然后利用界面聚合在表面制备聚酰胺分离层，最终成功得到以聚乙烯电池隔膜为支撑层的反渗透膜，并对膜的表面化学性能和物理结构进行了表征，利用错流过滤测试系统测试其分离性能，探究不同条件下所得反渗透膜的水通量和截留率。
结果表明：聚芳醚砜、间苯二胺、1,3,5-苯三甲酰氯质量分数分别为12.00%，2.00%和0.10%时，所制反透渗膜具有均匀的脊谷结构，其对NaCl的截留率为96.87%，水通量为16.02 L/（m 2·h ），且使用10 h仍保持良好的稳定性。
关键词： 反渗透膜 聚乙烯电池隔膜 聚酰胺 界面聚合中图分类号： TQ 325.1+2 文献标志码： B 文章编号： 1002-1396（2023）06-0001-06Preparation of reverse osmosis membranes with PE battery diaphragm as supportSong Yiye ，Zhang Ye ，Yang Hongjun（School of Materials Science and Engineering ，Changzhou University ，Changzhou 213164，China ）Abstract ： Polyethylene battery diaphragm was used to replace traditional polyester support and directly coated with polysulfone via phase transfer and then loaded polyamide through interfacial polymerization to obtain a reverse osmosis membrane with PE as support. The surface chemical properties and physical structure of the membrane were studied，whose separation performance was tested with cross filtration system. The water flux and NaCl rejection capacity of RO membrane obtained by different conditions were investigated. The results show thatwhen the mass fraction of poly （aryl ether sulfone ），m -phenylenediamine，and 1,3,5-phenyltrimethyl chloride are 12.00%，2.00%，and 0.10%，respectively，the reverse osmosis membrane prepared has a uniform ridge-valley structure，whose retention rate for NaCl is 96.87% and water flux is 16.02 L/（m 2·h ）. The membrane maintainsstability after 10 h.Keywords ： reverse osmosis membrane； polyethylene battery diaphragm； polyamide； interfacial polymerizationDOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2023.06.01收稿日期： 2023-05-27；修回日期： 2023-08-26。
反渗透基础知识PPT
产生浓水
反渗透技术会产生一定量的浓水，如何处理和利 用这些浓水是一个需要解决的问题。
反渗透技术的改进方向
提高产水率
通过改进反渗透膜组件和工艺参数，提高产 水率，降低原水消耗。
提高抗污染能力
针对不同水源的特点，开发具有更强抗污染 能力的反渗透膜材料和组件。
降低成本
通过研发更经济、高效的反渗透膜材料和组 件，降低反渗透系统的成本。
脱盐率
表示反渗透膜去除盐分的能力，是衡量膜性 能的重要参数。
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反渗透技术的优缺点
反渗透技术的优点
高效脱盐
反渗透技术能够去除水中的溶解盐、 有机物、重金属等，实现高效脱盐。
适用范围广
反渗透技术适用于各种水源，如海水、 苦咸水、地表水等，具有广泛的适用 性。
环保节能
反渗透技术采用压力驱动，能耗较低， 同时不需要使用化学药剂，对环境友 好。
反渗透膜能够有效抵抗水中 的悬浮物、有机物、微生物 等污染物质，保证稳定的产 水量和脱盐率。
寿命长
反渗透膜的使用寿命较长， 一般可达5-10年，减少了更 换膜元件的频率和维护成本。
反渗透膜的分类
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螺旋卷式反渗透膜
螺旋卷式反渗透膜是早期的一 种形式，其结构简单，制造成
本较低。
卷式反渗透膜
结构
反渗透膜的结构包括活性层、多 孔支撑层和无纺布层等，其中活 性层是反渗透膜的核心部分，具 有选择透过性。
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反渗透系统的组成与工作流程
反渗透系统的组成
预处理系统
用于去除原水中的杂质和异味 ，保证水质符合反渗透膜的要
求。
反渗透膜组件
是反渗透系统的核心部分，能 够去除水中的盐分、有机物和 微生物。
反渗透膜生产工艺和流程
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反渗透 卷制过程
反渗透卷制过程
反渗透卷制是一种制备反渗透膜的工艺过程。
下面是一个常见的反渗透卷制过程的步骤：
1. 原料准备：准备好聚酯薄膜基材、薄膜支撑层材料、薄膜间隔层材料等所需原料。
2. 薄膜基材涂布：将聚酯薄膜基材通过涂布机涂布到滚筒上，形成均匀的薄膜层。
3. 支撑层涂布：将薄膜支撑层材料通过涂布机涂布在薄膜基材上，形成支撑层。
支撑层可以增强膜的结构稳定性和抗拉强度。
4. 间隔层涂布：将薄膜间隔层材料通过涂布机涂布在支撑层上，形成间隔层。
间隔层的作用是增加膜的通量和阻拦杂质的能力。
5. 烘干：将涂布好的薄膜放入烘干室中进行烘干，以去除水分和溶剂。
6. 压延：使用辊筒式的压延机将薄膜进行压延，使其变得更加平整和均匀。
7. 切割与修边：将压延好的薄膜进行切割，得到所需尺寸的反渗透膜。
同时进行修边处理，以去除边缘的不规则部分。
8. 检测与包装：对切割好的反渗透膜进行质量检测，确保符合要求后进行包装，以便后续使用或销售。
需要注意的是，反渗透卷制过程可能会因具体的薄膜类型和生产工艺的不同而有所差异，以上步骤仅为一般参考。
在实际生产中，可能还需要进行其他工序和控制参数来满足产品的技术要求。
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反渗透膜的制备技术内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）反渗透膜的制备技术反渗透是利用反渗透膜只透过溶剂而截留离子或小分子物质的选择透过性，以膜两侧的静压差为推动力，实现对混合物分离的膜过程。
在一定温度下，用一个只能使溶剂透过而不能使溶质透过的半透膜把稀溶液与浓溶液隔开，由于浓溶液中水的化学势小于稀溶液中水的化学势，水就会自发地通过半透膜从稀溶液进入到浓溶液中，使浓溶液液面上升，直到浓溶液液面升到一定高度后达到平衡状态。
这种现象称为渗透(osmosis)或正渗透。
如图1所示，半透膜两侧液面高度差所产生的压差称为浓溶液和稀溶液的渗透压差Δπ,如果稀溶液的浓度为零，渗透压差即为（浓）溶液的渗透压π；如果在浓溶液上方施加压力ΔP，如果ΔP大于Δπ，则浓溶液中的水便会透过半透膜向稀溶液方向流动，这一与渗透相反的过程称为反渗透(reverse osmosis,RO)[1]。
（a）渗透（b）反渗透图1 渗透与反渗透由于反渗透膜的截留尺寸为左右，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率达97～98%），系统具有水质好、能耗低、无污染、工艺简单、操作方便等优点，其已广泛应用在苦咸水脱盐、海水淡化、废水处理、纯水制备、食品和医药等方面，被称为“2l世纪的水净化技术”。
[2]1．1 反渗透复合膜发展概括人类发现渗透现象至今已有260多年历史。
1748年，法国的Abble Nollet发现水能自发地扩散进入装有酒精溶液的猪膀胱内，并首创osmosis一词用来描述水通过半透膜的现象，成为第一例有记载的描述膜分离的试验。
在接下来的100多年里，渗透作用引起了科学家们极大的兴趣。
最初实验用膜都是动物或植物膜，直到1864年，Traube才成功研制了人类历史上第一张人造膜—亚铁氰化铜膜。
该膜对稀电解质溶液表现出显着的选择通过性，尤其渗透压现象引起了极大的关注。
Preffer用这种膜以蔗糖和其他溶液进行实验，把渗透压和温度及溶液浓度联系起来，给出了计算渗透压的关联式。
1887年Van't Hoot依据Preffer的结论建立了完整的稀溶液的理论，其后J．W．Gills提供了认识渗透压及它与其他热力学性能关系的理论，为渗透现象的研究工作奠定了坚实的理论基础。
在对渗透现象进行了一系列的研究后，富于创造性的科学家们并未止步于此。
1930年，Sollner进行了反渗透的初步研究，当时人们称之为“反常渗透”。
1949年，美国加利福尼亚州立大学洛杉矶分校(UCLA)的Gerald Hassler教授开始了“将海水作为饮用水的水源’’的研究，描述了“阻挡盐分渗透的膜”和“选择性渗透膜层"，最早提出了膜法脱盐的概念。
尽管Hassler教授的研究未取得理想的结果，但这为后来的反渗透研究工作奠定了基础。
1953年，美国的C．E Reid教授首先发现醋酸纤维素类具有良好的半透性；同年，反渗透在Reid教授的建议下被列入美国国家计划。
1960年UCLA的Samuel Yuster，Sidney Loeb和Srinivasa Sourirajan等在对膜材料进行了大量的筛选工作后，以醋酸纤维素(E-398-3，乙酰含量39．8％)为原料，采用高氯酸镁水溶液为添加剂，经反复研究和试验，终于首次制成了世界上具有历史意义的高脱盐(98．6％)、高通量下水透过速度为O．3×10-3cm3／s，合259L／d*m2)的不对称反渗透膜。
该膜由一层很薄的致密层(厚度约15～25nm)和一个多孔支撑层(>100um)组成。
不对称膜的制备成功成为膜发展史上的第一个里程碑，极大地促进了反渗透膜技术的发展。
膜科学技术的发展并没有因为第一张实用反渗透膜的发明而停止。
1963年Manjikion对CA膜进行了改性，1968年Saltonstall研制了CA-CTA(三醋酸纤维素)共混膜。
醋酸纤维素类膜制作较容易，价格便宜，耐游离氯，膜面平滑不易结垢，但应用pH范围窄，耐热性差，易发生化学及生物降解且对操作压力要求高。
针对这些缺点，美国Du Pont公司开发出一种α-PA(芳香族聚酰胺)反渗透膜。
与醋酸纤维素类膜相比，芳香族聚酰胺类膜具有脱盐率高、通量大、应用pH范围宽、耐生物降解、操作压力要求低等优点。
70年代初该公司成功推出一种由α-PA中空纤维反渗透膜制成的“Permasep B-9”渗透器(获1971年美国Kirkpatrick化学工程最高奖)，使反渗透的性能有了大幅度的提高。
同期，德国、中国和前苏联也相继开发出了自己的聚酰亚胺R0膜和聚砜酰胺RO膜。
复合膜的研究始于20世纪60年代中期。
70年代问世的NS-100复合膜(聚乙烯亚胺与甲苯二异氰酸酯在聚苯乙烯基膜上复合而成)是膜技术发展史上的又一个里程碑。
1980年Filmtec公司推出了性能优异、实用的FT-30复合膜(间苯二胺和均苯三甲酰氯界面聚合而得)，实现了反渗透复合膜技术的商品化，从而使反渗透复合膜技术取得划时代的进步。
80年代末高脱盐率的全芳香族聚酰胺复合膜工业化；90年代中期超低压和高脱盐全芳香族聚酰胺复合膜开始进入市场；2000年初耐污染、高脱硼、极低压和高压聚酰胺复合膜相继出现……从而为反渗透技术的进一步发展开辟了广阔的前景[3][4]。
1．2反渗透膜的结构反渗透膜按结构来分主要有两种：不对称反渗透膜和反渗透复合膜[5]，其示意图如图2所示。
（a）非对称反渗透膜（b）复合反渗透膜图2 反渗透膜结构示意图非对称反渗透膜一般由相转化法一步制备，具有以下两个特点：一是致密皮层与支撑层为同一种膜材料；二是致密皮层与支撑层是同时制备、形成的。
由于其对溶质起分离作用的致密皮层较厚（约μm），因此水通量较小[6]。
复合反渗透膜是由致密的超薄分离层（约μm）、多孔支撑层（40～70μm）和织物增强层（约 110μm）组成。
一般先在织物增强层上制备多孔支撑层，再在其上制备致密皮层，分两步完成。
通用的复合膜大多是在多孔聚砜支撑膜表面采用界面聚合法制得致密的交联芳香聚酰胺超薄分离层，这种膜的水通量较高。
复合反渗透膜与不对称反渗透膜比较，具有如下优点[7]：(1)反渗透复合膜是在支撑膜上复合一层致密分离层而制得，可以分别选用不同的膜材料制备致密皮层和多孔支撑层，并能控制多孔支撑层的孔隙率、孔结构等，通过调节，可以满足不同的分离要求。
而不对称反渗透膜的致密皮层与多孔支撑层通常为同一材料，没有明显的界面，结构难以控制；(2)复合反渗透膜中的超薄分离层可由线性聚合物和交联聚合物组成，可用的聚合物种类较多。
而非对称反渗透膜则要求可溶性聚合物，还需具有脱盐功能和合适的水通量，所以可用的聚合物十分有限，主要是醋酸纤维素和可溶性的聚酰胺；(3)反渗透复合膜中的致密皮层可以在多孔支撑层上直接反应得到高亲水性的交联聚合物，使分离层既具有高亲水性，又有好的耐溶胀性，在高脱盐的情况下能保持高的水通量。
而非对称反渗透膜一般通过相转化法一步完成，分离层较厚，水通量相对较小，分离性能差。
这些特点在目前已工业化的膜产品中得到了充分体现，也是复合反渗透膜得到广泛应用的重要原因。
1．3反渗透膜的渗透机理反渗透膜是通过膜两侧静压差为推动力来实现对液体混合物进行分离的选择性分离膜。
反渗透膜的操作压力一般为～，溶剂(通常是水)能够通过反渗透膜，而离子或小分子物质则被膜截留。
反渗透过程必须满足两个条件：一是有一种高选择性和高透过率；二是操作压力要高于溶液的渗透压。
在实际反渗透过程中膜两边静压差还须克服透过膜的阻力。
反渗透膜透过机理主要有氢键理论、优先吸附-毛细孔流理论以及溶解扩散理论[8]。
1．3．1氢键理论氢键理论，基于离子和分子能通过膜的氢键的结合而发生联系，从而以这种联系发生线形排列型扩散来进行传递。
在一定压力的作用下，溶液中的水分子和醋酸纤维素活化点-碳基上氧原子形成氢键，原来的水分子形成的氢键则被断开，水分子解离出来并且随之转移到下一活化点，形成新的氢键。
通过这一连串氢键的形成和断开，使水分子离开膜表面的致密活化层，由于多孔层含有大量的毛细管，水分子才能畅通流出膜外。
1．3．2优先吸附-毛细孔流理论索里拉金等人提出了优先吸附-毛细孔流理论。
以氯化钠水溶液为例，膜的表面能选择性的吸水，所以水被优先吸附在膜表面，而对氯化钠产生排斥。
在压力作用下，被优先吸附的水通过膜，形成脱盐过程。
这种模型还给出了混合物分离、渗透的一种临界孔径的新概念。
临界孔径为选择性吸附界面水层的两倍。
基于这种模型在膜的表面必然会存在相应大小的毛细孔。
根据这一理论，奠定了实用反渗透膜发展的基础。
1．3．3溶解-扩散模型Lonsdale等提出溶解-扩散模型，假设溶质还有溶剂都具有溶解于均质的非多孔膜表面。
在化学势推动下扩散通过膜，再从膜下游解吸。
因膜的选择性透过，使得气体或者液体混合物分离；而物质的渗透能力，不仅取决于扩散系数，同时与其在膜中的溶解度有关。
所以溶解-扩散模型适用于均相的、高选择性的膜，如反渗透膜。
反渗透膜应用中存在的问题反渗透膜分离技术的先进性以及经济、环保和社会效益已被大量反渗透工程实际运行结果所证实。
反渗透膜法分离技术的核心是高性能的反渗透膜。
但常规反渗透膜还存在抗污染和抗氧化性能较差，截留率和通量偏低等缺点[9]。
（1）膜污染膜污染是物料中的颗粒、胶体粒子或溶质分子在膜表面或膜孔内吸附、沉积，而使通量下降的现象。
反渗透膜污染的主要影响因素有反渗透膜的性质和结构、料液的性质以及操作条件等。
目前，适于反渗透膜制备的材料比较有限，膜的亲水性不理想，反渗透膜的耐污染性较差，在使用过程中清洗频率较高。
膜污染和频繁清洗，将直接导致膜产水量下降、产水水质变差、膜使用寿命变短以及操作运行费用增加等。
抗污染性是衡量复合反渗透膜性能的重要指标。
（2）膜氧化膜氧化主要是由膜材料与氧化剂发生相互作用而被氧化。
膜材料的氧化，将直接导致膜性能衰竭，严重影响膜的使用寿命。
目前，商品复合反渗透膜的分离层一般为交联芳香聚酰胺，交联芳香聚酰胺易被水中活性氯（活性氯是指溶液中具有氧化性的氯元素）氧化而导致反渗透膜性能急剧下降。
在实际应用中，反渗透膜的进水需要经过脱氯处理，以确保进水料液中余氯低于。
（3）截留率现有用于海水淡化的复合反渗透膜的盐截留率偏低（一般在之间），对硼的脱除效果不理想（一般去除率低于 90%）。
反渗透膜的截留性能仍需进一步提高，以提高反渗透膜的分离效率，降低造水成本；（4）水通量与高盐截留率相对应，提高膜的通量也将提高反渗透膜的分离效率，降低造水成本。
反渗透膜的制备方法非对称反渗透膜的制备方法非对称反渗透膜一般通过相转化法制备。