溶解扩散理论及其在反渗透膜中的应用

溶解扩散理论是朗斯代尔（Lonsdale）和赖利（Riley）等人提出的应用比较广泛的理论。该理论将反渗透膜的活性表面皮层看成是无缺陷的致密无孔膜，溶剂与溶质都能溶解于均质的非多孔膜表面皮层内，溶解量的大小服从亨利定律，在浓度或压力造成的化学位差推动下，从膜的一侧向另一侧扩散，再在膜的另一侧解吸。溶质和溶剂在膜中的溶解扩散过程服从菲克（Fick）定律。该机理认为溶质和溶剂都能溶于均质或非多孔型膜表面，以化学位差为推动力，通过分子扩散而实现渗透过程。因此，物质的渗透能力不仅取决于扩散系数，而且取决于其在膜中的溶解度。溶质和溶剂溶解度的差异及在膜相中扩散性的差异强烈地影响其透过膜的能力的差异。溶质的扩散系数与水分子的扩散系数相差越大，在压力作用下，水与溶质在膜中的移动速度相差就越大，因而两者透过膜的分子数相差越多，渗透分离效果越明显。

溶解扩散理论的具体渗透过程为：

①溶质和溶剂在膜的料液侧表面吸附溶解。

②溶质和溶剂之间没有相互作用，他们在化学位差的作用下以分子扩散的形式透过反渗透膜的活性层。(www.xing528.com)

③溶质和溶剂在膜的另一侧表面解吸。

在以上渗透过程中，一般假设溶解和解吸过程进行得较快，而渗透过程相对较慢，渗透速度取决于溶质和溶剂在膜内的扩散过程。该理论最适用于均相、高选择性的膜分离过程，如反渗透和渗透汽化过程。