目前,以脱盐为目的的反渗透、纳滤膜分离技术 已取得了巨大的成功,以脱除有机物为目的的反渗 透、纳滤膜分离技术从上世纪 70 年代开始有较多的 研究报道,但当时开发的不对称乙酸纤维素膜对小 分子有机物的截留率较低,因而未引起人们的重视. 近年来,随着膜材料和制膜技术的迅猛发展,开发出 了各种性能优异的反渗透和纳滤复合膜,这些膜对 水中小分子有机物的截留率较高,有的还具有一定 的抗污染、耐有机溶剂等性能,极大地提高了反渗 透、纳滤技术用于小分子有机物分离的可行性,因此 也重新引起了研究者对这一领域的关注. 本文从反渗透、纳滤技术分离水中醇、胺、酚、有 机酸、酯等小分子有机物出发,系统地介绍反渗透、纳 滤技术分离难解离型小分子有机物和解离型小分子 有机物的分离机理、研究进展和应用现状,并对这两 种技术以后的研究方向和应用前景进行分析和展望. 1　反渗透、纳滤技术对有机小分子的 脱除

1. 1　难解离型小分子有机物

1. 1. 1　醇类 在化工行业中,醇-水体系十分常见,例如溶剂
回收、发酵液分离以及生物制醇等,都涉及醇-水体 系的分离. 而无论是传统的分离方法如蒸馏、精馏还 是最近发展起来的膜蒸馏和渗透汽化在分离过程中 都涉及到相变的过程[ 1-3] ,因此都存在能耗过大的 问题. 相比之下,纳滤和反渗透技术在分离醇-水体 系时不涉及料液的相变,虽需要提供高压,但随着高 压能量回收技术应用的成熟,纳滤和反渗透技术将 越来越具有明显的节能优势. 图 1 给出了部分商品 化反渗透、纳滤膜对甲醇、乙醇和正丙醇的截留效 果[ 4-7] . 从图 1 可以发现,( 1)不同材料的膜对醇类的截 留效果相差很大,HR-95、HR -98 等聚酰胺复合 膜对同一醇的截留效果远好于 CA -995 等乙酸纤 维素膜; ( 2)膜对醇类的截留效果与醇的分子量密切 相关,分子量越大,膜的截留效果就越好,这与膜的 筛分机理相一致. 还有研究表明 [ 8] ,分子量相同的 醇,支链越多,膜对它的截留率就越高,这与溶质分 子的极性强度以及溶质与膜之间的空间位阻效应有 关. 也有学者对醇的截留机理作了进一步的研究, Geens [ 9 ] 研究了醇-水二元体系的纳滤过程,认为膜 对醇的截留效果是由膜孔大小决定的筛分效应、受 溶质-溶剂亲和力影响的溶质传递和由溶质-膜相互作用导致的膜的溶胀这三个方面共同决定的. Adi [ 10 ] 也认为,膜对醇类的截留与醇在水相和膜表 面的分配以及膜对醇类的吸附有关. 同时,操作条件的不同也会影响整个膜的分离 过程. Catarino [ 11] 使用反渗透技术从啤酒中分离乙 醇时发现,膜的通量随操作压力和料液温度的升高 都会升高,乙醇的截留率随着操作压力的升高而增 大,随着料液温度升高而降低; 朱思佳[ 12 ] 在反渗透 回收低浓度甘油时也发现,随着操作压力升高,膜对 甘油的截留率从 65 %迅速升高到 92%; Orecki [ 13]使 用纳滤膜分离乙二醇-水体系时发现,随着乙二醇 浓度的升高,膜的通量有所下降,但膜对乙二醇的截 留率上升; 还有文献表明,在醇-水体系中添加各种 有机小分子也会对醇类的截留产生较大的影响[ 14] , 料液的 pH 对不同醇类截留率的影响趋势不同,但 总体上对醇的分离影响不大[ 15 ] ,这可能与醇类较难 解离有关. 因此,在对醇-水体系进行反渗透、纳滤处 理时,除了选择合适的膜材料和膜组件外,选用优化 过的操作条件对整个膜分离效果的提高也极为重要.

1. 1. 2　酯类 酯类在水中的溶解度不高,但水中微量酯的存 在的现象也极为平常,比如果汁中的大量芳香性物 质,很多就是酯类. 在果汁浓缩的过程中,如果使用 传统的蒸发、精馏、全蒸发等手段,这些酯类物质就 会由于高温而发生破坏[ 16-18 ] ,而反渗透和纳滤技 术就能很好的保持住这些物质,使浓缩后的果汁更 加芳香宜人[ 19, 20] . Pozderovic 等 [ 21] 使用 HR95 和 HR98 膜对模拟果汁的各种酯类水溶液进行反渗透浓缩发现,对于不同的酯类两种膜的截留效果有所 不同,并认为膜对酯类的截留效果与水溶液中酯的 活度和活度系数有关,而活度和活度系数又受料液 中酯的含量、分子量和结构等因素的影响. 邻苯二甲酸酯( PAEs)多为无色黏稠液体,难溶 于水,易溶于有机溶剂,是一种环境激素类物质,对 人体健康造成严重危害[ 22] . 程爱华[ 23 ] 采用 BDXN -90 芳香聚酰胺复合纳滤膜去除水中微量 PAEs, 考察了操作压力、原水浓度、离子强度和 pH 等因素 对其截留行为的影响,得到了 PAEs 的最佳去除条 件. 其结果表明: 纳滤技术是去除水中微量 PAEs 的 有效方法,平均截留率在 90%以上; 纳滤过程中,截 留率随物质分子量的增加而增加; 影响膜性能的主 要的因素是操作压力、离子强度和 pH ,原液浓度对 膜性能影响不大. Kenneth 等[ 24 ] 使用了 5 种不同的 商业膜来分离邻苯二甲酸二乙酯,除了 U TC60 膜 对它的截留率随着通量的变大从不足 60 %升高到 了80%外,其它 4 种膜对其的截留率都在 95%以 上,LF10 膜更是达到了 99 . 8%. Kiso [ 25]通过研究发 现,高脱盐率的膜对 PAEs截留较好,其截留效果受 PAEs分子量和疏水性的影响; 而影响低脱盐率膜 的截留效果的主要因素是 PAEs 的疏水性. 由此可 见,采用纳滤或者反渗透技术可以有效地除去水中 的有害物质邻苯二甲酸酯,防止其危害人体健康. 对于分子量比邻苯二甲酸酯小很多的酯类物 质,一般商业纳滤膜和反渗透膜对其的截留率都不 高[ 5] ,截留效果最好的 FT30 反渗透膜 [ 26] 在 1. 7 MPa 的操作压力下对乙酸乙酯的截留率有 81. 2 %,并随着压力升高到 3. 4 MPa 而增加到 89. 7%. 但方 军 [ 27]用 TDI 作为交联剂,用硝酸铝作为添加剂制 备了聚丙烯酸/聚砜交联复合膜,该膜对甲酸甲酯、 丙酸乙酯的分离性能优异,截留率可以达到 95 %以 上. 因此,通过改变膜的材料和结构,从而提高膜对 小分子酯类的截留作用,使反渗透或纳滤技术更好 地应用于酯类水溶液的分离浓缩过程. 1. 1. 3　醛和酮 小分子醛类和酮类物质都具有较强的毒性,水 中微量的残留都会对人体造成一定损害,必须尽可 能地除去水中微量醛类和酮类物质. Matsuura [ 28 ] 在 用不对称乙酸纤维素反渗透膜对有机物水溶液进行分离时指出,对于水溶液中非解离的有机分子,其分 离特性主要取决于分子的氢键结合力. 醛和酮都是 不能解离的极性有机分子,它们都具有的碳氧双键 可以很好地与膜表面形成氢键,使膜对它们产生较 好的截留. 图 2 为文献中[ 5,26, 29-31] 有报道的各种商业膜 对甲醛、丙酮和丁酮的截留情况. 从图中可以看出, 由于这些有机物的分子量相对较小,使得总体上膜 对三者的截留效果不很理想,但也有比较突出的,如 ESPA1膜对丙酮的截留率可以达到 90%以上,NS -200对甲醛的截留率也在 70%左右. 同时这些膜 对于分子量较大,碳链较长的醛酮的截留率会更高.
　黄继才等通过大量的研究发现 [ 32-34] ,在使用 自制 PAA-PSF 交联复合膜对直链有机醛类进行 分离时, 虽然膜对甲醛的截留率只有 33 . 4%,而对 乙醛的截留率可达 84%,且随直链醛含碳原子数的 增加,截留率上升,正丁醛则高达 96%. 这主要是由 于随醛类分子量的增大,分子直径增大,疏水性增加 所致. 与相同碳数的支链醇、胺相比,该膜对醛类的 截留率最高. 这主要由于这些有机物的亲水性能具 有: 醛类<醇类<胺类的规律,因此溶质与 PAA 交 联膜的亲和作用就有: 醛类<醇类<胺类的规律,因 而截留率呈逐渐下降趋势. 同时该膜对丙酮的截留 率也 有 78. 5%, 达 到 了 一 般 商 业 膜 的 水 平. Bruggen [ 35]研究了在处理有机物水溶液时纳滤膜的 污染认为,纳滤膜通量降低的主要原因是因为溶液 中的有机分子吸附在了膜表面或者是膜孔道内,而 实验中所用的醛对膜的吸附能力较强. 因此在使用 反渗透或纳滤技术处理醛的水溶液时,膜的污染问题需要引起一定的注意. 由此可见,对于醇、酯、醛、酮这类非解离型小分 子有机物,其分离机理现在还不是非常成熟,一般认 为这取决于膜表面的吸附作用以及膜孔的筛分效 应. 在分离过程中,膜的分离效率受不同膜材料的影 响较大,而对膜表面的荷电性要求不高,因此在分离 时一般选用致密的反渗透膜,而很少用到表面带电 荷但膜孔较大的纳滤膜. 在一般的商品膜中,聚乙烯 亚胺膜对这些难解离型小分子有机物的截留效果最 好,并且其分离醇和酮的效果要优于醛和酯; 乙酸纤 维素膜对这类有机物的分离效果较差,但相比之下 它对醛类的分离效果要优于其它 3 种有机物. 由于 这些有机分子都以中性分子形式存在于水溶液中, 料液 pH 的变化对这类有机分子的影响不大,故分 离过程一般都在中性的 pH 下进行,这降低了对膜 耐酸碱性能的要求. 但同时,由于缺少了膜与溶质分 子之间的静电排斥作用,大量有机分子在膜表面和
膜孔道的吸附更容易造成分离膜的污染. 今后,耐污 染性能较好的分离膜的开发、膜清洗技术的改进以 及对膜分离机理的进一步探讨将逐渐成为这类研究 的重点.

1. 2　解离型小分子有机物

1. 2. 1　胺类 胺通常属于碱类,但有的同时也显示酸性,胺类 溶质的碱性和 pKa 共同影响膜与该有机物间的排 斥力. 因此,对于胺类物质来说,控制反渗透分离的 因素包括离解度、碱性效应和酸性效应. 在这 3 个因 素中,前两个因素可使截留率增加,第 3 个因素则使 截留率趋向减小. 在各种胺类物质中,苯胺由于它在 工业中的广泛应用和强烈的致畸致癌作用[ 36] 而引 起了很多学者的关注. 杨靖[ 37] 通过研究发现,虽然 吡啶的相对分子质量比苯胺的小,但 NF/RO 膜对 3 种胺类溶质截留率的大小却为: 邻硝基苯胺>吡啶 >苯胺. 这是因为在中性溶液中,苯胺、吡啶的离解 度很小( 5 %以下) ,在水中绝大部分以未离解形式存 在. 与吡啶相比,苯胺虽然由离解度的增大而引起的 截留率的增加,但这比其由于碱性的减小而引起的 截留率的降低小得多,因此苯胺的截留率最小. 邻硝 基苯胺虽然也是伯胺,但它的 pKα相当小,即使在 中性溶液中也有较大的离解度,另外它的相对分子 质量也比较大,因此截留率较高. 在不同的 pH 下用 ES20 膜对苯胺水溶液进行纳滤实验发现 [ 15] ,随着 料液 pH 的升高,膜的截留率从 98%逐渐下降到了 65%. 这是由于当料液的 pH 大于苯胺的 pKα时,苯 胺大量解离带上与膜相反的正电荷,从而增加了与 膜之间的吸引,引起膜截留率的降低. Fang 使用 NS -100膜也得出类似的结论[ 38 ] . Huang 等 [ 39] 研究了聚丙烯酸-聚砜( PAA PSF)交联复合膜对低分子量有机胺水溶液的反渗 透分离性能. 实验结果表明,PAA -PSF 交联复膜对 有机胺水溶液有较好的反渗透分离效果,对乙胺的 截留率可达 51 %,且随直链胺分子量的增加,截留 率上升,对正丁胺的截留率达 84 . 5%. 进一步对丙 胺、丁胺的不同异构体的分离性能进行研究发现,截 留率存在有 tert ->sec->iso ->n -的规律,这 是由于分子结构的空间位阻效应影响所致. 通过处 理分别添加了乙醇、乙腈和苯酚的甲酰胺水溶液发 现 [ 6] ,对于大多数膜,添加苯酚后膜对甲酰胺的截 留率升高,但同时通量会有所下降,这可能是由于芳 香族溶质与膜材料的疏水性区域之间较强的吸附作用引起的. Farnand 等[ 40] 用乙酸纤维素膜对胺、酰胺 的甲醇溶液进行反渗透实验,并根据表面力-孔流 模型结合空间位阻效应、静电排斥效应和范德华吸 引力等建立传递方程. 结果显示传递方程的理论计 算值十分符合反渗透实验值,从而很好地对反渗透 除胺的实际应用起到了预测和指导作用.

1. 2 . 2　酚类 酚类化合物是毒性极大的工业污染物,是我国 优先控制的污染物之一,同时也是美国环保局列出 的 129 种优先控制污染物之一 [ 41,42 ] . 传统对含酚类 化合物的工业生产废水的处理方法有萃取法、吸附 法、电解法、氧化法等[ 43-45] ,这些方法虽然都有一 定的效果,但也都存在一定的缺点,比如操作条件苛 刻、能耗高、处理不彻底等. 同样,纳滤和反渗透技术 在处理含酚废水时也具有其相应的优势和不足,表 1 显示了有关文献中涉及的反渗透、纳滤商品膜在 处理含酚水溶液时对苯酚的分离效果. 可见,除了几种高压反渗透膜对苯酚的截留率 可以达到 95%以上外,其它商品膜对苯酚的截留率 都较低,因此我们有必要对膜材料、膜的制备方法和 反渗透、纳滤的操作条件进行优化,从而提高膜对酚 类化合物的截留效果. Ghanta [ 48] 研究发现,芳香聚 酰胺酰肼反渗透膜对苯酚的分离效果要优于乙酸纤 维素共混膜; Gendi [ 49] 改进了膜的制备方法,使用不 同比例的聚酰胺/溶剂/添加剂铸膜液制备了用于截 留酚类化合物的聚酰胺膜,结果表明,随着铸膜液中 聚酰胺和添加剂浓度的升高,膜对硝基苯酚的截留 率反而有所降低; 黄继才[ 33]在聚丙烯酸水溶液中加 入适量交联剂和硝酸铝制备 PAA -PSF 交联复合 膜,该膜对苯酚的截留率可以达到 89. 3%. 也有很 多学者从原料组成、浓度、pH 和操作压力等入手,优 化了反渗透、纳滤的操作条件,得到了较好的截留效 果[ 47,50, 51] . 同时,有研究表明,把膜的分离过程和其 它处理方法结合起来,如反渗透与深层过滤、活性炭 吸附相结合 [ 52] ,或者在反渗透过程中添加过氧化氢 等氧化剂[ 53 ] ,都可以更有效地除去水中的苯酚. 对于一些分子量比苯酚大的酚类化合物,反渗 透、纳滤具有更好的截留效果. 孙晓丽[ 54] 研究了腐 殖酸共存条件下双酚A 的纳滤分离效果,发现纳滤 膜对双酚 A 有很好的截留效果,截留率都在 94%以 上; 同时还发现,在腐殖酸存在的情况下,双酚 A 的 截留率随着 pH 的增大而增大,随着料液中离子强度的升高而降低. Schutte [ 55] 使用聚酰胺复合膜来分 离苯酚和苯酚的衍生物,发现膜对苯酚衍生物的截 留率都在 90 %以上,同时截留率还随着操作压力的 升高而增大. Kenneth [ 24] 考察了 5 种不同的商业膜 对异丙基苯酚等物质的截留效果,发现有 3 种膜对 异丙基苯酚的截留率达到了 97%以上,有的甚至达 到了 99. 9 %. 这说明对于一些含酚废水的处理,尤 其是一些含分子量较大的苯酚衍生物的废水,反渗 透、纳滤技术是一个较好的选择.

1. 2. 3　有机酸 有机酸是一类带有羧基官能团的有机物质,由 于羧基的解离作用,使它呈现出一定的酸性. Matsuura和 Tozawa [ 56,57 ] 分别用不对称乙酸纤维素反 渗透膜分离有机酸水溶液时指出,对于像有机酸这 样部分解离的有机分子或完全解离的有机分子, 其 分离特性主要取决于离子和膜之间的静电排斥力, 而静电排斥力与有机酸的解离常数和料液的 pH 有 关. 酸的解离程度不仅影响膜的截留作用,而且还会 对膜污染产生一定的作用. Kimura 等[ 58,59] 研究了 纳滤膜或反渗透膜对水中微量存在的酸性污染物的 截留作用,指出当这些污染物带负电时,由于它们和 膜之间的电荷排斥作用,无论其它的物理化学性质 如何,这些物质都可以被膜有效地截留,截留率大于90%. 当这些物质成电中性时,它们能明显得吸附在 膜的表面,从而加快膜的污染. Ozaki [ 15] 在考察 pH 对膜截留乙酸作用的影响 时发现,随着料液 pH 从 3 升高到 9 ,由于乙酸的解 离作用,膜对乙酸的截留率从 30%急速升高到了接 近 100%. 还有文献[ 60-62] 表明,除了料液 pH 对膜 截留作用有很大影响外,膜对乙酸的截留率还受到 反渗透操作压力、料液温度和其它添加剂的影响. 在 料液中添加有机酸时,乙酸的截留作用会受到一定 的影响,尤其当添加物是一些芳香性酸或短链的一 元、二元有机酸时. 同时当作为添加剂的有机酸极性 越强,支链数越大,膜对乙酸的截留率就下降的越 多; 在料液中添加 NaCl 时,乙酸的截留率会升高, 但膜通量会下降. 除了乙酸外,国内外学者对反渗透、纳滤技术分 离较大分子量的有机酸进行了研究. Diltz [ 63 ] 使用乳 酸等 6 种有机物来模拟发酵液进行纳滤实验,发现 乳酸 的截 留 率 随着 操 作压 力 的 升高 而 升 高. Freger [ 64 ] 考察了在乳酸/盐溶液纳滤浓缩过程中盐 浓度、料液 pH 和温度对膜通量和乳酸截留率的的 影响. 结果表明乳酸的截留率随着盐浓度的升高、料 液温度的升高而降低; 随着 pH 的升高先升高后降 低,并在 pH 为中性时达到一个最大值. 而膜通量在不同盐浓度的料液中随着 pH 的升高有不同的变 化. Bowen [ 65] 使用 PSU/SPEEK 共混膜来去除水中 的富马酸,与其它两种商业膜相比,共混膜具有更好 的截留率和更大的通量. 在国内,Li[ 66] 对工业富马 酸废水直接进行反渗透技术处理,TOC 的去除率达 到94. 57 %; 在处理过程中结合萃取技术后,TOC 的 去除率可高达 99. 2 %. 对 6 -氨基青霉烷酸( 6 APA)进行纳滤浓缩时[ 67, 68] ,除了可以有效克服传 统分离方法能耗过大,温度过高而使 6 -APA 失活 外,还能够控制浓缩时产品的损失,提高产品的收 率,具有很好的工业应用价值.

1. 2. 4　氨基酸 氨基酸是两性物质,分子中既有带正电荷的基 团,又有带负电荷的基团,当氨基酸所处溶液的 pH 等于它的等电点时,它就会处于一个不带净电的中 性状态. 由于不同的氨基酸具有不同的等电点,因此 通过调节料液的 pH,使不同的氨基酸带上不同的电 荷,再利用纳滤膜的荷电性,就可以对分子量相差无 几的氨基酸进行分离[ 69 ] . 研究[ 70 ] 表明, 使用 NTR -7410 膜,在改变pH 时,天门冬氨酸、异白氨酸、鸟 氨酸这 3 种分子量几乎相同的氨基酸截留率有非常 明显的变化,从而可以进行较好的分离. Gotoh 等人 [ 71]使用 N TR-7450 纳滤膜,在 pH 为7. 4 时,谷氨酸的截留率几乎是 100%, 而甘氨 酸、谷氨酰胺等的截留率低于 30%,同时各种氨基 酸的截留率随着氨基酸浓度和二价金属离子浓度的 增加而降低. 同样使用 NTR-7450 纳滤膜[ 72,73] ,在 料液 pH 由 4 变化到 9 的过程中,谷氨酸和谷氨酰 胺的分离选择性先从 2 升高到 22,再下降到了 12 . Wang 等[ 74] 使用两种不同的商业膜在不同的 pH 下 进行纳滤发现,ES20 纳滤膜对苯丙氨酸和天冬氨酸 的截留率几乎都是 100%,而 ESNA2 纳滤膜的截留 率随 pH 变化在 0%～ 90%之间变化,在 pH 等于 8 时,两者的分离选择性可以达到 10 . 同时各项研 究 [ 71-76]还表明,氨基酸的分离效果除了跟料液的 pH 相关,还跟料液的种类、流速,以及料液中氨基酸 浓度、盐的种类和浓度等有关. 纳滤膜不但可以用于各种氨基酸之间的分离, 同时也可以用于氨基酸的脱盐. 杭晓风等[ 77] 考察了 5种纳滤膜在高盐浓度下氨基酸溶液的脱盐性能, 实验结果表明,虽然高盐浓度对膜表面的电荷屏蔽 作用严重,但随着 pH 的增加,NF270 对谷氨酸的截 留率增加,膜的分离选择性也同时增加,而跨膜压力随着 pH 的增加而减小. 在选择合适的膜通量和搅 拌速度时,NF270 对谷氨酸的截留率达到 95. 0 %, 膜的分离选择性达到 18. 8%. 另外 [ 78] ,当料液中的 氯离子浓度低于谷氨酸浓度时,氯离子会出现一个 负的截留率,并随错流速度的降低而增加; 当氯离子 的浓度高于谷氨酸浓度时,氯离子会出现一个正的 截留率,并随错流速度的降低而减小. 这表明在混合 液中氯离子的截留可能受到高浓度溶质的积累所 控制. 除了一般的商品有机膜,聚电解质膜、有机无机 杂化膜或无机膜在使用纳滤、反渗透分离氨基酸过 程中的应用也较为常见. Hong 等 [ 79] 在不调节料液 pH 情况下,直接利用多层 PSS/PAH 聚电解质膜分 离中性的氨基酸,此时甘氨酸相对于谷氨酰胺的分 离选择性可以达到 50%,通量也能达到最好的商业 纳滤膜的水平. Garem [ 80, 81] 使用 M5 +PEI 有机无 机杂化膜处理 9 种不同氨基酸时发现: 酸性条件下, 赖氨酸、精氨酸、组氨酸的截留率是其它氨基酸的 5 倍; 而在碱性条件下,天冬氨酸、谷氨酸的截留率却 是其它氨基酸的 3. 5 倍. 在使用含有 ZrO2 的无机膜 分离氨基酸时发现,分离的选择性主要受溶质-溶 质、溶质-膜之间的竞争影响,同时对于分离来说, 氨基酸的电荷数比它整体所带的净电荷更为重要. Grib [ 82]考察了氧化铝γ膜对氨基酸的截留作用,认 为氨基酸的纳滤过程强烈地受到溶质环境和动力学 参数的影响. 相对于传统的有机膜,无机膜在膜污染 和膜再生方面有一定的优势,但无机膜总体上对氨 基酸的截留率都不是很高,因此它的应用也不是很 广,这就要求我们再寻找一些合适的无机材料,同时 改进制膜的方法和工艺,从而提高无机膜的截留率, 这样才能更好地运用于氨基酸的分离过程. 综上所述,对于胺、酚、酸等可以在水溶液中解 离的小分子有机物,其分离机理主要取决于膜表面 与溶质分子之间的静电排斥效应和膜孔对溶质分子 的筛分效应,因此在分离时一般选用与溶质分子带 有相同电荷的反渗透膜或纳滤膜,比如较为常见的 芳香聚酰胺膜. 在同等条件下,芳香聚酰胺膜对酚类 的截留效果要优于酸和胺类有机小分子. 在使用传 统的乙酸纤维素膜分离酚和胺的水溶液时,膜的截 留率不但很低,而且还会出现负截留率的现象. 通过 调节料液的 pH,影响这些有机分子的解离常数和膜 的带电性,可以更好地利用膜与溶质分子之间的静 电排斥作用,从而提高膜对有机分子的截留效果,但
这也提高了分离膜耐酸碱性能的要求. 因此,如何进 一步提高膜的截留率和耐酸碱的性能可能会成为今 后一个重要的发展方向.

2　总结与展望
反渗透和纳滤膜技术分离小分子有机物的水溶 液时,由于有机物解离程度不同,因此膜对它们的分 离机理也不同. 对于难解离型小分子有机物,一般认 为其分离机理取决于膜表面的吸附作用以及膜孔的 筛分效应; 而对于解离型小分子有机物,其分离机理 主要取决于膜表面与溶质分子之间的静电排斥效应 和膜孔对溶质分子的筛分效应. 因此,在分离难解离 型小分子有机物的过程中,分离效果对膜孔径大小 的要求较高,而在分离解离型的小分子有机物时,分 离效果对膜荷电性的要求较高. 在今后的研究中,除 了进一步提高膜的通量外,还必须根据分离体系的 不同开发出更有针对性的膜,如更致密、更耐污染的 膜用于分离难解离型小分子有机物的水溶液; 带更 多电荷,更耐酸碱的膜用于分离解离型小分子有机 物的水溶液,从而更好地促进反渗透和纳滤技术在 这一领域的应用. 纳滤与反渗透技术作为较为成熟的膜分离技 术,已经广泛的应用在水处理、食品、环保、医药、石 油、化工等领域中水或废水的脱盐和大分子有机物 的截留,很少有用于小分子有机物的回收或去除. 但 含有小分子有机物的水溶液在上述领域中也极为常 见,而且使用传统的分离方法来回收或去除这小分 子有机物存在能耗高、效率低、费用高等缺点. 因此, 为了能使纳滤与反渗透技术更好地运用于小分子有 机物的回收或去除,应进一步对膜材料和膜对小分 子有机物的截留机理进行研究,以提高膜的截留效 率、抗有机溶剂、抗氧化、耐污染等性能. 随着科技的 进一步发展和世界各国膜科学工作者的不懈努力, 这些关键问题将会得到很好的解决,反渗透和纳滤 技术在分离小分子有机物水溶液方面的应用前景也 将会更加广阔.