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標題: ??影響納濾膜截留率的關鍵因素有哪些？ [打印本頁]

作者: 惠發儀器 時間: 2025-6-19 18:50
標題: ??影響納濾膜截留率的關鍵因素有哪些？
納濾（NF）膜的截留率受多因素綜合影響，其選擇性分離能力不僅依賴于物理篩分，還涉及電荷相互作用和溶液化學環境。以下是影響截留率的關鍵因素及作用機制：
??1.溶質特性??
??（1）分子量與尺寸（篩分效應）??
??規律??：分子量>膜切割分子量（MWCO）的溶質截留率高，但??剛性分子比柔性分子更易被截留??（如葡聚糖vs.聚乙二醇）。
??例外??：線性小分子（如甲醇）即使分子量低也可能因極性/電荷被截留。
??2）電荷效應（Donnan效應）??
??高價離子??：
??二價/多價離子（如SO?2?、Ca2?）??：膜表面負電荷產生強靜電排斥，截留率>95%（例：硫酸鈉截留率可達99%）。
??一價離子（如Na?、Cl?）??：截留率僅20%-80%，取決于膜電荷密度。
??電荷反轉??：
陽離子型溶質（如帶正電的抗生素）在負電膜表面可能被吸附，反而增加截留。
??3）疏水性與極性??
??疏水溶質（如有機物）??：易吸附在膜表面形成污染層，短期增加截留，長期堵塞膜孔。
??極性分子（如乙醇）??：與膜材料親和性高，易穿透膜孔，截留率低。
??2.膜自身性質??
??（1）膜材料與表面電荷??
??材料類型??：
聚酰胺膜：表面帶負電（pH>3時），對陰離子截留強；
磺化聚醚砜膜：電荷可調，適用pH范圍更廣。
??等電點（IEP）??：當溶液pH<IEP時，膜帶正電，對陰離子截留率下降（如硝酸鹽）。
??（2）孔徑分布與MWCO??
??有效孔徑??：實際孔徑分布比標稱MWCO更關鍵。窄孔徑分布的膜截留率更穩定（如陶瓷納濾膜）。
??MWCO選擇??：針對目標溶質選擇匹配MWCO的膜（例：去除抗生素選MWCO200-300Da；染料分離選800-1000Da）。
??3.操作條件??
??（1）操作壓力??
??高壓提升截留??：高壓促進濃差極化層形成，表觀截留率↑（但實際膜孔截留能力不變）。
??臨界壓力??：超過臨界值后截留率趨于穩定（例：某NF膜對蔗糖的截留率在1.0MPa后穩定在98%）。
??（2）料液pH值??
??電荷調節??：
pH升高→膜負電性增強→陰離子截留率↑，陽離子截留率↓。
例：MgCl?在pH=11時截留率可達90%（pH=3時僅40%）。
??溶質電離??：
有機酸（如腐植酸）在pH>pKa時電離帶負電，截留率顯著提高。
??（3）離子強度與共存離子??
??屏蔽效應??：高離子強度（如NaCl>0.1M）削弱靜電斥力，導致截留率下降（尤其高價離子）。
??例??：含10g/LNaCl時，NF90膜對SO?2?截留率從99%降至92%。
??競爭吸附??：Ca2?等二價陽離子與膜結合，減少負電位點，降低陰離子截留率。
??（4）溫度??
??高溫降低粘度??：通量增加但截留率微降（分子擴散加?。?。
??極限溫度??：超過膜材料耐受溫度（如45℃）將加速水解，永久降低截留率。
??4.濃差極化與污染??
??（1）濃差極化（CP）??
??現象??：溶質在膜表面積累，形成高濃度邊界層，??實測截留率低于真實截留率??。
??緩解??：提高錯流流速（CFV>1m/s）、優化流道設計。
??（2）膜污染??
??污染層阻力??：
膠體/有機物污染形成致密層，機械截留小分子，短期截留率↑；
長期污染堵塞膜孔，通量↓，截留率波動。

作者: 是禮物啊 時間: 5 天前
樓主的經驗總結太到位了，不管是理論還是實操都很有啟發～

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