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反渗透膜的分离原理是什么?_膜技术基本原理

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-27 09:54:40

要了解反渗透法原理,先要了解“渗透”的概念。渗透是一种物理现象,当两种含有不同浓度盐类的水,用一张半渗透性的薄膜分开时就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止。然而,要完成这一过程需要很长时间,这一过程也称为自然渗透。

但如果在含盐量高的水侧,施加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力。如果压力再加大,可以使水向相反方向渗透,而盐分剩下。因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中盐分的目的,这就是反渗透除盐原理。

PECVD工作原理是什么?

膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动力,允许某些组分透过而保留混合物中其他组分,各组分透过膜的迁移率不同,从而达到分离目的的技术。

膜是具有选择性分离功能的材料,利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜,其过滤精度较低,选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别,下图简单示意了四种不同的膜分离过程:(箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留):

微滤(MF) 又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。

对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在0.1~1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。

超滤(UF) 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05um至1000um分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。

对于超滤而言,膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。

纳滤(NF) 是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在80~1000的范围内,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。

对于纳滤而言,膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,通常截留率范围在60~90%,相应截留分子量范围在100~1000,故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行。

反渗透(RO) 是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ,而成为海水和苦咸水淡化,以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。

反渗透的截留对象是所有的离子,仅让水透过膜,对NaCl的截留率在98%以上,出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质,也即能截留所有的离子,在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。

膜分离的基本工艺原理是较为简单的(参见下图)。在过滤过程中料液通过泵的加压,料液以一定流速沿着滤膜的表面流过,大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回料罐,小于膜截留分子量的物质或分子透过膜,形成透析液。故膜系统都有两个出口,一是回流液(浓缩液)出口,另一是透析液出口。在单位时间(Hr)单位膜面积(m2)透析液流出的量(L)称为膜通量(LMH),即过滤速度。影响膜通量的因素有:温度、压力、固含量(TDS)、离子浓度、黏度等。

膜分离操作基本工艺流程:

由于膜分离过程是一种纯物理过程,具有无相变化,节能、体积小、可拆分等特点,使膜广泛应用在发酵、制药、植物提取、化工、水处理工艺过程及环保行业中。对不同组成的有机物,根据有机物的分子量,选择不同的膜,选择合适的膜工艺,从而达到最好的膜通量和截留率,进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。

镜头上的镀膜的原理是怎样的?

1PECVD工艺的基本原理

PECVD技术是在低气压下,利用低温等离子体在工艺腔体的阴极上(即样品放置的托盘)产生辉光放电,利用辉光放电(或另加发热体)使样品升温到预定的温度,然后通入适量的工艺气体,这些气体经一系列化学反应和等离子体反应,最终在样品表面形成固态薄膜。其工艺原理示意图如图1所示。

在反应过程中,反应气体从进气口进入炉腔,逐渐扩散至样品表面,在射频源激发的电场作用下,反应气体分解成电子、离子和活性基团等。这些分解物发生化学反应,生成形成膜的初始成分和副反应物,这些生成物以化学键的形式吸附到样品表面,生成固态膜的晶核,晶核逐渐生长成岛状物,岛状物继续生长成连续的薄膜。在薄膜生长过程中,各种副产物从膜的表面逐渐脱离,在真空泵的作用下从出口排出。

2.2PECVD设备的基本结构

PECVD设备主要由真空和压力控制系统、淀积系统、气体及流量控制、系统安全保护系统、计算机控制等部分组成。其设备结构框图如图2所示。

2.2.1真空和压力控制系统

真空和压力控制系统包括机械泵、分子泵、粗抽阀、前级阀、闸板阀、真空计等。为了减少氮气、氧气以及水蒸气对淀积工艺的影响,真空系统一般采用干泵和分子泵进行抽气,干泵用于抽低真空,与常用的机械油泵相比,可以避免油泵中的油气进入真空室污染基片。在干泵抽到一定压力以下后,打开闸板阀,用分子泵抽高真空。分子泵的特点是抽本体真空能力强,尤其是除水蒸汽的能力非常强。

2.2.2淀积系统

淀积系统由射频电源、水冷系统、基片加热装置等组成。它是PECVD的核心部分。射频电源的作用是使反应气体离子化。水冷系统主要为PECVD系统的机械泵、罗茨泵、干泵、分子泵等提供冷却,当水温超过泵体要求的温度时,它会发出报警信号。冷却水的管路采用塑料管等绝缘材料,不可用金属管。基片加热装置的作用使样品升温到工艺要求温度,除掉样品上的水蒸气等杂质,以提高薄膜与样品的附着力。

2.2.3气体及流量控制系统

PECVD系统的气源几乎都是由气体钢瓶供气,这些钢瓶被放置在有许多安全保护装置的气柜中,通过气柜上的控制面板、管道输送到PECVD的工艺腔体中。

在淀积时,反应气体的多少会影响淀积的速率及其均匀性等,因此需要严格控制气体流量,通常采用质量流量计来实现精确控制。

反渗透膜的原理是什么?

镜头上的镀膜(增透膜)其原理这样的。

光具有波粒二相性,即从微观上既可以把它理解成一种波、又可以把他理解成一束高速运动的粒子(注意,这里可千万别把它理解成一种简单的波和一种简单的粒子。它们都是微观上来讲的。 红光波的波长=0.750微米 紫光波长=0.400微米。 而一个光子的质量是 6.63E-34 千克. 如此看来他们都远远不是我们所想想的那种宏观波和粒子.) 增透膜的原理是把光当成一种波来考虑的,因为光波和机械波一样也具有干涉的性质。

在镜头前面涂上一层增透膜(一般是"氟化钙",微溶于水),如果膜的厚度等于红光(注意:这里说的是红光)在增透膜中波长的四分之一时,那么在这层膜的两侧反射回去的红光就会发生干涉,从而相互抵消,你在镜头前将看不到一点反光,因为这束红光已经全部穿过镜头了.

你可能感到不解了,为什么我从来没有看到没有反光的镜头原因很简单,因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色,而膜的厚度是唯一的,所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头,一般情况下都是让绿光全部进入的,这种情况下,你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色,因为这反射光中已经没有了绿光。这一点你看看我们的那些破国产头就知道了。当然,膜的厚度也可以根据镜头的色彩特性来决定。

至于进口镜头的多层镀膜我不知道他们的技术秘密,如果我知道,我想我也不会在这里呆着了。不过基本原理是一样的。

PVD真空镀膜原理是什么?

如下图所示。当一张半透膜隔开溶液与纯溶剂时,加在溶液上并使其恰好能阻止纯溶剂进入溶液的额外压力称之为渗透压,通常溶液中溶质的浓度越高渗透压就越大。当溶液一侧没有加压时,纯溶剂会通过半透膜向溶液一侧扩散,这一现象称为渗透(Osmosis)。反之,如果加在溶液侧所加压力超过了渗透压,则反而可以使溶液中的溶剂向纯溶剂一侧流动,这个过程就叫做反渗透(Reverse Osmosis)。

而阻挡在浓溶液与稀溶液之间的半透膜就叫反渗透膜。

溅射工艺原理

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。

溅射是一种常见的薄膜制备技术,其基本原理如下:

1.**溅射源的制备**:溅射源通常是由目标材料制成的。这个目标材料是你想在基板上沉积的材料。

2.**产生溅射粒子**:溅射过程通常在高真空或低压环境中进行。这样做的原因是为了减少气体分子与溅射粒子之间的碰撞,从而使更多的溅射粒子能够直接到达基板。在这个环境中,高能离子源(通常是惰性气体离子,如氩离子)被用来轰击溅射源。这些高能离子撞击目标材料,使得目标材料的原子或分子被抛出,这就是溅射现象。

3.**薄膜的沉积**:被抛射出的溅射粒子飞行到基板上,并在其表面沉积,形成薄膜。这个过程通常在真空环境中进行,以防止气体分子与溅射粒子之间的相互作用影响薄膜的质量。

这种工艺可以制备出具有优良性能的薄膜,如高密度、良好的附着性和均匀的厚度分布。因此,溅射在许多领域都有应用,包括半导体、光学、表面工程等。

反渗透膜的分离原理是什么?_膜技术基本原理