文 献 综 述

本次实验旨在通过几组实验表征陶瓷纳滤膜的性质，并结合研究结果根据实际情况讨论研究无机陶瓷纳滤膜分离高钠盐废水中的锌。

1简介：

纳滤膜属于分离膜的一种，与反渗透原理基本相同，但是操作压力较反渗透要低许多，故曾有人将纳滤膜称为低压反渗透膜。纳滤技术的核心是纳滤膜材料的研究和开发。

纳滤膜具有特殊的分离性能，截留分子质量范围在200～1000道尔顿之间，其对2 价离子的截留率和反渗透相近，对相对分子质量为200～500的有机物及胶体几乎可以全部脱除。纳滤膜设备还有操作压力低，设备能耗低，运行效费比高等优点，是目前国内外膜分离领域研究的热点。纳滤膜主要应用在在饮用水深度处理，苦咸水淡化，医药、食品、生活和工业污水的处理及母液中特殊物质的提取上^[1]。

2纳滤膜的特点及分类：

膜材料是决定膜性能的关键性因素，膜材料的研究是膜开发的基础。良好的纳滤膜材料应该具有以下优点:（1）制成的膜要有较高的通量和脱除率；（2）制成的膜要有良好的化学稳定性，耐水解，耐化学清洗；（3）制成的膜要有良好的机械稳定性:（4）制成的膜要有良好的耐污染性能。按材料类型来分，有无机膜材料和有机膜材料两大类，其中无机膜材料主要有陶瓷膜^[2]，金属氧化物膜^[3]等。有机聚合物膜是目前纳滤膜中商业化程度最高的，其中主要有醋酸纤维素^[4]和聚酰胺^[5]两大类。此外，常见的有机制膜材料还有聚乙烯醇^[6]，聚偏氟乙烯^[7]，聚砜^[8]以及在聚砜基础上发展起来的磺化聚砜^[9]，磺化聚醚砜^[10]和聚哌嗪酰胺^[11]类并且还有近期成为研究热点的壳聚糖^[12]和磺化聚醚砜酮^[13]类。

3 纳滤膜的分离机理：

纳滤类似于超滤与反渗透,均属于压力驱动的膜过程,但其传质机理有所不同,一般认为,超滤膜由于孔径较大,传质过程主要为孔流形式,而反渗透膜通常属于无孔致密膜,溶解#8212;扩散的传质机理能够满意地解释膜的截留性能。而大部分纳滤膜为荷电型,其对无机盐的分离行为不仅受化学势控制,同时也受到电势梯度的影响,其确切的传质机理至今尚无定论。目前,纳滤膜传质机理被认为处于孔流机理和溶解- 扩散之间的过渡态,可通过适用于较大孔径的宏观模型来分析纳滤膜的传质过程。目前表述膜的结构与性能之间关系的数学模型有空间电荷模型、固定电荷模型、细孔模型等^{[14 ,15]}。

空间电荷模型和固定电荷模型。空间电荷模型最早由J.F.Osterle等人提出，假设膜由孔径均一而且其壁面上电荷均匀分布的微孔组成，微孔内的离子浓度和电场电势分布、离子传递和流体流动分别由Poisson-Boltzmann方程、Nernst-Planck方程和Navier-Stokes方程等来描述。空间电荷模型是表征电解质及离子在荷电膜内的传递等动电现象的理想模型^{[16 ,17]}。