正渗透分离机理是什么(正渗透分离机理有哪几种)

导语：正渗透分离机理

正渗透过程依靠选择性半透膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，驱使水分子自发地从化学位高(渗透压低)的一侧向化学位低(渗透压高)的一侧迁移其分离机理如图(a)所示。水和盐水两种渗透压不同的溶液被半透膜隔开，那么水会自发地从水侧通过半透膜扩散到盐水侧，使盐水侧液位提高，直到膜两侧的液位压差与膜两侧的渗透压差相等(△p=△π)时停止。而反渗透过程，如图(c)所示，是在盐水侧施加压力克服渗透压(△p>△π)使得水从盐水侧扩散到水侧。当盐水侧施加的压力小于渗透压(△p<△π)时，水依然从水侧扩散到盐水侧，该过程称为压力阻尼渗透( pressure retarded osmosis，PRO)，如图所示。

正渗透（FO）、压力阻尼渗透（PRO）及反渗透（RO）工作原理

该过程的推动力是溶剂在两种溶液中的化学位差或者是溶液的渗透压差。在理想溶液体系中，渗透压可以通过范特霍夫(van’t Hoff)公式计算:

πV=iRT

式中，i是校正系数， i>1，与溶质分子电离成的离子数量相关;π是溶液的渗透压;V是溶液体积:R是理想气体常数;T是溶液的热力学温度。若由渗透压公式得到盐水侧的渗透压高(例如0.5mol/L的盐水渗透压约为25atm)(latm=101325Pa)，则在渗透压的作用下，水会从低渗透压侧扩散到高渗透压侧。

反渗透过程中水通量的表达式如下：

Jw=A（△p — △π）

式中，​Jw为水通量;A为膜的水渗透常数;△π为膜两侧的渗透压差;△p为操作压力。

在正渗透海水淡化过程中，需要高通量和高截流率的正渗透膜(注意不是反渗透膜);同时需要高渗透压的汲取溶液，使得纯水在膜两侧的渗透压差(△π)的推动下，从海水一侧渗透到汲取溶液一侧;而要得到纯净的水还需要对汲取溶液进行分离。作为正渗透的特殊应用，压力阻尼渗透则是部分利用渗透压做功或者转化成电能的过程。

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