작은 기공 크기는 Ro 막이 해수 담수화를 달성하는 데 어떻게 도움이됩니까?

1. 매우 작은 기공 크기 : 현미경 세계의 정밀도
의 기공 크기 Ro 멤브레인 현미경 세계에서 최고의 정밀도라고 할 수 있습니다. 일반적으로 기공 크기는 약 0.0001 미크론이므로 너무 작아서 거의 상상할 수 없습니다. 이 척도를보다 직관적으로 느끼기 위해서는 공통 물질과 비교할 수 있습니다. 대부분의 바이러스는 직경이 0.02에서 0.3 미크론 사이이며 RO 막의 기공 크기는 대부분의 바이러스보다 훨씬 작습니다. 이러한 작은 기공 크기를 사용하면 물 분자와 같은 매우 작은 분자 만 통과 할 수 있습니다.
물 분자의 직경은 약 0.276 나노 미터입니다. 이에 비해, 염화나트륨 이온 쌍과 같은 해수에서의 염의 직경은 약 0.5 나노 미터이며, 대장균과 같은 미생물의 크기는 미크론 수준에도있다. 이 거대한 크기의 차이는 RO 막을 해수 담수화 과정에서 잘 설계된 슈퍼 체처럼 만듭니다. 소금과 불순물은 큰 크기로 인해 막의 마이크로 기초를 통과 할 수 없으며, 물 분자는 이러한 마이크로 포어 채널을 상대적으로 쉽게 통과시키고 작은 크기로 인해 해수 쪽에서 담수쪽으로 이동할 수 있습니다.
물리적 원리의 관점에서, 크기 차이에 기초한이 스크리닝 메커니즘은 유체 역학 및 분자 확산 이론과 일치한다. 해수가 외부 압력 하에서 RO 막을 통과 할 때, 물 분자는 압력 하에서 브라운 운동 법칙을 따르고 현미경을 발견하고 통과시킨다. 그러나 소금과 불순물은 크기가 막 구멍의 범위를 초과하고 효과적으로 가로 채기 때문에이 현미경 "교차 여행"에 참여할 수 없습니다. 이 정확한 스크리닝 효과는 해수 담수화에 대한 가장 기본적인 보장을 제공하며 RO 막의 정확한 "스크린"이되기위한 주요 요소 중 하나입니다.

2. 재료의 독특한 구성 : 미세 구조의 재료 기초
RO 막의 미세 구조가 그렇게 정확할 수있는 이유는이를 구성하는 중합체 물질의 고유 한 특성과 분리 할 수 ​​없습니다. RO 막을 구성하는 많은 유형의 중합체 물질이 있으며, 그중에 폴리 아미드, 셀룰로오스 아세테이트 등이 더 흔한 물질입니다. 이들 중합체 물질은 독특한 화학 구조와 물리적 특성을 가지며, 정확한 미세 구조를 구축하기위한 재료 기초를 제공한다.
폴리 아미드 복합 멤브레인을 예로 들어, 이들은 일반적으로 초 얇은 폴리 아미드 활성 분리 층 및지지 층으로 구성된다. 폴리 아미드 활성 분리 층은 염과 불순물의 분리를 달성하기위한 핵심 부분이다. 그것은 계면 중합과 같은 고급 기술을 통해지지 계층의 표면에 매우 미세한 미세 다공성 구조를 형성합니다. 폴리 아미드 물질 자체는 우수한 화학적 안정성과 기계적 강도를 가지며, 마이크로 구조의 안정성을 유지하면서 담수화 과정에서 다양한 압력과 화학 효과를 견딜 수 있습니다.
폴리 아미드 활성 분리 층의 미세 구조에서, 분자 사슬은 공유 결합 및 수소 결합을 통해 서로 상호 작용하여 단단하고 질서 정연한 배열을 형성한다. 이 배열은 막의 기공 크기 및 분포를 결정할뿐만 아니라 막의 상이한 물질에 대한 친화력과 반발에 영향을 미친다. 예를 들어, 아미드 그룹과 같은 폴리 아미드 분자 사슬의 일부 기능적 그룹은 특정 극성을 가지며 물 분자와 수소 결합을 형성하여 막 구멍에서 물 분자의 투과를 촉진 할 수 있습니다. 하전 된 염 이온의 경우, 폴리 아미드 막의 표면에있는 전하 분포는 정전기 반발을 일으켜 염분이 막 기공을 통과하는 것을 추가로 방지 할 것이다.
셀룰로오스 아세테이트 막은 또한 독특한 미세 구조 특성을 갖는다. 셀룰로스 아세테이트는 분자 구조에서 다수의 하이드 록실 및 아세틸기를 함유하는 셀룰로오스 유도체이다. 이들 기능성 그룹은 셀룰로오스 아세테이트 막에 좋은 친수성 및 선택성을 제공한다. 현미경 스케일에서, 셀룰로오스 아세테이트 분자는 분자간 반 데르 발스 힘 및 수소 결합을 통해 상호 작용하여 특정 기공 크기 및 다공성을 갖는 막 구조를 형성한다. 이 구조는 해수의 소금과 불순물을 효과적으로 차단할 수 있으며, 물 분자는 해수 담수화를 달성하기 위해 통과 할 수 있습니다.

3. 미세한 표면의 복잡한 형태 : 미세한 세계의 "견고한 지형"
미세한 규모에서, RO 막의 표면은 평평하고 매끄럽지 않지만 작은 홈과 모공으로 가득 찬 복잡한 지형을 나타냅니다. 이 복잡한 표면 형태는 RO 막의 정밀도 "체"로서 작용하는 능력을 더욱 향상시킨다.
RO 막 표면의 미세 기공은 단순한 원형 구멍이 아니지만 복잡한 모양과 불규칙한 분포를 갖습니다. 이 마이크로 포어는 타원형, 다각형 또는 심지어 설명하기 어려운 불규칙한 모양 일 수 있습니다. 또한, 막 표면의 분포는 균일하지 않고 무작위이다. 이 불규칙한 모양과 분포는 소금의 어려움과 불순물이 막 기공을 통과하는 데 어려움을 증가시킵니다.
소금과 불순물이 막 기공을 통과하려고 할 때, 그들은 기공 크기의 한계뿐만 아니라 막 기공의 모양과 분포에 의해 가져온 도전에도 직면한다. 막 기공의 불규칙성으로 인해 막 기공이 막 기공과 완벽하게 일치 할 수 없기 때문에 막 기공에 접근 할 때 염과 불순물이 차단 될 수 있습니다. 예를 들어, 입자의 일부가 막 기공의 좁은 부분을 통과 할 수 없기 때문에 타원형 막 기공을 통과하려고 할 때 불규칙한 모양의 콜로이드 입자가 가로 채울 수 있습니다.
또한, RO 막 표면의 미세한 홈 및 기공은 또한 막 표면에서의 물 분자의 흐름 및 확산에 영향을 미친다. 막 기공을 통과하기 전에, 물 분자는 막 표면에서 일정한 정도로 확산되고 이동해야한다. 막 표면의 복잡한 형태는 물 분자와 막 표면 사이의 접촉 면적을 증가시킬 수 있고, 물 분자의 확산을 촉진시켜 막의 수 플럭스를 증가시킬 수있다. 동시에,이 복잡한 표면 형태는 또한 막 표면의 염 및 불순물 증착을 줄이고 막 오염의 위험을 줄이며 RO 막의 장기 안정적인 작동을 보장하는 데 도움이됩니다.

4. 미세 구조의 상승 효과 : 정밀도의 전반적인 효율 "스크린"
RO 막의 미세 구조는 각 구성 요소의 간단한 첨가는 아니지만, 매우 미세한 기공 크기의 상승 효과, 재료의 독특한 조성 및 미세 표면의 복잡한 형태를 통해, 정밀도 "스크린"으로 강력한 효율성을 공동으로 만들었습니다.
기공 크기의 작은 크기는 물 분자와 소금과 불순물 사이의 분리를위한 가장 기본적인 물리적 장벽을 제공합니다. 재료의 독특한 화학 구조 및 물리적 특성은 막의 선택성 및 안정성을 결정하여 RO 막이 복잡한 해수 환경에서 우수한 성능을 유지할 수있게합니다. 현미경 표면의 복잡한 형태는 막의 분리 능력 및 방지 성능을 더욱 향상시킨다.
실제 담수화 과정에서, 이들 미세 구조 요소는 서로 협력하고 함께 일한다. 압력 하에서 해수가 RO 막으로 흐르면, 우선, 크기와 막 기공의 큰 차이로 인해 염과 불순물이 처음에 막 표면에 가로 채 웁니다. 이어서, 물질의 화학적 특성 및 표면 전하 분포는 염 및 불순물을 흡착하거나 격퇴하여 막 기공을 통과하는 것을 방지한다. 동시에, 물 분자는 막 표면의 복잡한 지형에서 확산되고 이동하고, 막 구멍을 발견하고 통과 시키며, 해수에서 담수로의 전달을 달성합니다.