正渗透原理及浓差极化现象

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1、第22卷第5期化学进展Vol.22No.52010年5月PROGRESSINCHEMISTRYMay，2010*正渗透原理及浓差极化现象111212李刚李雪梅柳越王铎何涛高从堦(1.南京工业大学化学化工学院材料化学工程国家重点实验室南京210009;2.中国海洋大学化学化工学院青岛266003)摘要本文介绍了正渗透的基本原理，减压渗透在能源转化中的工作原理，并与反渗透进行了比较。阐述了正渗透实际的膜性能远低于预期的现象，以及造成该现象的理论基础;详细描述了非对称膜的浓差极化模型，指出了避免外浓差极化的方法;从膜材料的结构设计角度总结出了减弱内浓差极化的途径，从而为正渗透膜材料的制

2、备和应用提供了理论基础。关键词正渗透反渗透减压渗透内浓差极化外浓差极化中图分类号:O645.14文献标识码:A文章编号:1005-281X(2010)05-0812-10ForwardOsmosisandConcentrationPolarization111212LiGangLiXuemeiLiuYueWangDuoHeTaoGaoCongjie(1.CollegeofChemistryandChemicalEngineering，KeyLabofMaterials-OrientedChemicalEngineering，NanjingUniversityofTechnolog

3、y，Nanjing210009，China;2.CollegeofChemistryandChemicalEngineering，OceanUniversityofChina，Qingdao266003，China)AbstractThebasisofforwardosmosis(FO)aswellastheprincipleofpressureretardedosmosis(PRO)areintroducedandcomparedwithreverseosmosis(RO).ThephenomenonandtheorythatactualpermeabilityinFOisfarbel

4、owtheoreticalpermeabilityaredescribed.Themodelsdescribingtheconcentrationpolarizationinasymmetricmembranesaresummarized.Severalmethodsareintroducedtodecreasetheexternalconcentrationpolarization.Approachestoattenuatetheinternalconcentrationpolarizationbasedonthestructuredesignofmembranematerialsar

5、epresented.ThereviewprovidesatheoreticalbasisforpreparationandapplicationofFOmembranematerials.Keywordsforwardosmosis;reverseosmosis;pressureretardedosmosis;internalconcentrationpolarization;externalconcentrationpolarization4SummaryContents1引言1Introduction2Basicprincipleofforwardosmosis环境污染、资源匮乏和

6、人口迅速增长是人类面3Thephenomenonofconcentrationpolarization临的三大危机。随着世界经济的高速发展，人口的3.1Externalconcentrationpolarization不断增长，全球的淡水资源和能源危机日渐严重。3.2Internalconcentrationpolarization根据世界卫生组织统计，全球大约有10亿人喝不到3.3Modelingconcentrationpolarization洁净的水，全球大约有23亿人生活在水资源缺乏地收稿:2009年8月，收修改稿:2009年9月*国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2

7、009CB623402)和材料化学工程国家重点实验室基金项目(No.38901120)资助Correspondingauthore-mail:xuemeili@njut.edu.cn;taohe@njut.edu.cn第5期李刚等正渗透原理及浓差极化现象·813·区，而且这个数字将会在2025年达到35亿。我国研究成果不断推出。我们在前人的工作基础3［22，23］的淡水资源总量为2.8万亿m，但人均水资源仅上，简要介绍正渗透的基