隨著膜材料制備技術(shù)的迅速發(fā)展和對膜界面過程認(rèn)識的深入，微孔疏水膜在膜蒸餾或膜結(jié)晶工藝過程中的應(yīng)用引起了研究者的關(guān)注。微孔膜可以作為質(zhì)量傳遞界面，高選擇性地通過蒸發(fā)溶劑濃縮溶液。在許多文獻(xiàn)研究中報(bào)道了由于膜界面上的初始成核引起跨膜通量急劇下降的現(xiàn)象。大多數(shù)研究人員認(rèn)為微孔膜表面晶體聚集以及跨膜通量驟減的情況是一種膜污染現(xiàn)象，其研究重點(diǎn)也都放在如何避免膜表面結(jié)垢，避免膜污染現(xiàn)象的發(fā)生。本文天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司測定了幾種鹽溶液的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)數(shù)據(jù)并探究了各自滲透通量衰減特征，驗(yàn)證了微孔膜響應(yīng)方法的優(yōu)勢和有效性，實(shí)現(xiàn)了氯化銅水溶液低透光體系的結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)直接測定。
微孔膜界面響應(yīng)原理
微孔膜作為結(jié)晶溶液的濃縮界面，調(diào)控膜兩側(cè)壓力差和溫度差，使溶劑蒸發(fā)以氣體形式透過膜孔道，得到過飽和溶液。隨著溶液不斷濃縮，待測定的溶質(zhì)開始在微孔膜孔道附近富集，并形成微小晶核，進(jìn)而阻塞膜孔道造成溶劑蒸發(fā)速率驟降，通過簡單的蒸發(fā)質(zhì)量測定技術(shù)就可以監(jiān)測這一變化，對微小晶核的形成產(chǎn)生響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)結(jié)晶介穩(wěn)區(qū)和誘導(dǎo)期等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測定。
本文提出了一種新型的微孔膜界面響應(yīng)技術(shù)，通過將膜蒸餾與批量結(jié)晶過程相結(jié)合，在不同的操作條件下檢測結(jié)晶溶液的成核，測量和分析介穩(wěn)區(qū)寬度等。檢測到的臨界成核條件也為膜結(jié)晶設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了有用的數(shù)據(jù)。通過系統(tǒng)比較微孔膜界面響應(yīng)技術(shù)獲得的硝酸鉀水溶液的介穩(wěn)區(qū)寬度數(shù)據(jù)與相同系統(tǒng)的激光強(qiáng)度響應(yīng)技術(shù)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，激光法與微孔膜界面響應(yīng)法的介穩(wěn)區(qū)寬度測定結(jié)果基本吻合，微孔膜界面響應(yīng)比激光響應(yīng)更加靈敏。通過微孔膜界面響應(yīng)技術(shù)獲得了氯化鈉水溶液的介穩(wěn)區(qū)寬度數(shù)據(jù)，并討論了操作參數(shù)對可能的測量范圍和控制精度的影響。微孔膜界面響應(yīng)技術(shù)還確定了有色不透明氯化銅體系的介穩(wěn)區(qū)寬度趨勢范圍，該體系與氯化鈉水溶液具有相似的趨勢，表明微孔膜界面響應(yīng)技術(shù)可以解決傳統(tǒng)光學(xué)方法無法測定不透明有色溶液體系成核的問題,該測定晶體成核的方法可適用于全色級的溶液體系。
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