纳滤膜的分离特性和性能分析

由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理（如复合化、荷电化），使其具有较特殊的分离性能。纳滤膜的一个很大特征是膜表面或膜中存在带电基团，因此纳滤膜分离具有两个特性，即筛分效应和电荷效应。相对分子质量大于膜的截留相对分子质量的物质，将被膜截留，反之则透过，这就是膜的筛分效应；膜的电荷效应又称为Donnan效应，是指离子与膜所带电荷的静电相互作用。对不带电荷的分子的过滤主要是靠位阻效应即筛分效应，利用筛分效应可以将不同相对分子质量的物质分离；而对带有电荷物质的过滤主要是靠荷电效应，纳滤膜表面分离层可以由聚电解质构成，膜表面带有一定的电荷，大多数纳滤膜的表面带有负电荷，它们通过静电相互作用，阻碍多价离子的渗透，这是纳滤膜在较低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因（图4-1）。

纳滤膜的特点如下：

图4-1　纳滤膜的分离特性

①对不同价态的离子截留效果不同，对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。对阴离子的截留率按下列顺序递增：对阳离子的截留率按下列顺序递增：H+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Cu2+。(www.xing528.com)

②对离子截留受离子半径的影响。在分离同种离子时，离子价数相等，离子半径越小，膜对该离子的截留率越小；离子价数越大，膜对该离子的截留率越高。

③截留相对分子质量在200～1000之间，适用于分子大小为1nm的溶解组分的分离。

对疏水型胶体油、蛋白质和其他有机物具有较强的抗污染性，与反渗透膜相比，纳滤膜具有操作压力低、水通量大的特点；与微滤膜相比，纳滤膜又具有截留低相对分子质量物质能力强的特点，对许多中等相对分子质量的溶质，如消毒副产物的前驱物、农药等微量有机物、致突变物等杂质能有效去除，从而确立了纳滤在水处理中的地位。

纳滤技术填补了超滤和反渗透之间的空白，它能截留透过超滤膜的小相对分子质量有机物，透过被反渗透膜所截留的无机盐。与电渗析、离子交换、传统热蒸发技术相比，纳滤可以同时脱盐兼浓缩，在有机物与无机物混合液的浓缩与分离方面具有无可比拟的优点。