Chế Tạo Màng Lọc Thẩm Thấu Ngược Nanocomposite Polyamide-TiO2 Ứng Dụng Khử Muối Nước Biển

Luận văn về công nghệ vật liệu chế tạo màng lọc thẩm thấu ngược nanocomposite Polyamide TiO2, ứng dụng hiệu quả trong khử muối nước biển. Nghiên cứu chuyên sâu!

• Tác giả: Trần Lê Hải
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thế Vinh
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử và tổ hợp
• Đề tài: Chế Tạo Màng Lọc Thẩm Thấu Ngược Nanocomposite Polyamide-TiO2 Ứng Dụng Khử Muối Nước Biển
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Màng Lọc Nanocomposite Khử Muối Nước Biển

Nhu cầu về nước ngọt ngày càng tăng cao, đặc biệt ở các khu vực khan hiếm nguồn nước. Khử muối nước biển nổi lên như một giải pháp tiềm năng. Trong đó, công nghệ sử dụng màng lọc ngày càng được ưa chuộng nhờ tính hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Luận văn này tập trung vào nghiên cứu chế tạo và ứng dụng màng lọc nanocomposite Polyamide-TiO2 cho mục đích khử muối nước biển. Chúng ta sẽ đi sâu vào quy trình chế tạo, đặc tính của màng lọc, cũng như hiệu quả khử muối và khả năng chống tắc nghẽn của nó. Nghiên cứu này hướng đến việc phát triển một giải pháp khử muối nước biển hiệu quả và bền vững, góp phần giải quyết bài toán thiếu nước ngọt trên toàn cầu.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Công Nghệ Màng Lọc Khử Muối

Công nghệ màng lọc đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước, đặc biệt là khử muối nước biển. Các loại màng lọc khác nhau như RO, UF, NF được sử dụng dựa trên kích thước lỗ màng và áp suất vận hành. RO (Reverse Osmosis) là công nghệ phổ biến nhất để khử muối, sử dụng áp suất để đẩy nước qua màng, giữ lại các ion muối. "Phương pháp cán nổi được phát triển bởi Loeb-Sourirajan" là một bước tiến quan trọng trong phát triển màng RO. Màng lọc nanocomposite đang ngày càng được quan tâm nhờ khả năng cải thiện hiệu suất và độ bền.

1.2. Ưu Điểm Của Màng Lọc Nanocomposite Polyamide TiO2

Màng lọc nanocomposite Polyamide-TiO2 kết hợp ưu điểm của vật liệu Polyamide (tính chọn lọc cao) và TiO2 (khả năng quang xúc tác, tăng độ bền). TiO2 nanoparticles giúp tăng tính ưa nước của màng, giảm tắc nghẽn và tăng hiệu suất khử muối. Việc phân tán đều TiO2 trong màng Polyamide là yếu tố then chốt để đạt được hiệu quả tối ưu. Luận văn này tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chế tạo để đạt được sự phân tán tốt và hiệu suất cao.

II. Thách Thức Trong Chế Tạo Màng Lọc Nanocomposite Polyamide TiO2

Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc chế tạo màng lọc nanocomposite Polyamide-TiO2 cũng đối mặt với không ít thách thức. Sự phân tán đồng đều của TiO2 nanoparticles trong màng Polyamide là một vấn đề lớn. TiO2 có xu hướng kết tụ, làm giảm hiệu quả của màng. Ngoài ra, độ bền của màng lọc trong điều kiện vận hành khắc nghiệt (áp suất cao, môi trường muối) cũng cần được cải thiện. Các yếu tố khác như chi phí sản xuất và khả năng mở rộng quy mô cũng cần được xem xét để màng lọc nanocomposite có thể được ứng dụng rộng rãi.

2.1. Vấn Đề Tắc Nghẽn Màng Lọc Trong Quá Trình Khử Muối

Tắc nghẽn màng lọc là một vấn đề nghiêm trọng trong khử muối nước biển. Các chất hữu cơ, vi sinh vật và cặn khoáng có thể bám vào bề mặt màng, làm giảm thông lượng và hiệu suất khử muối. "Hiện tượng phân cực nồng độ" và "hiện tượng tắc nghẽn màng" là những yếu tố chính gây ra tắc nghẽn. Việc cải thiện khả năng chống tắc nghẽn của màng là rất quan trọng để giảm chi phí vận hành và bảo trì.

2.2. Ảnh Hưởng Của Nồng Độ Và Độ Phân Tán Của TiO2 Nanoparticles

Nồng độ và độ phân tán của TiO2 nanoparticles có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của màng lọc nanocomposite. Nồng độ TiO2 quá cao có thể dẫn đến kết tụ, làm giảm diện tích bề mặt tiếp xúc và giảm hiệu quả quang xúc tác. Độ phân tán không đều cũng tạo ra các điểm yếu trên màng, làm giảm độ bền. Việc kiểm soát kích thước và hình dạng của TiO2 nanoparticles cũng rất quan trọng. Cần có các phương pháp phân tán hiệu quả và ổn định để đảm bảo chất lượng màng lọc.

III. Phương Pháp Chế Tạo Màng Lọc Nanocomposite Polyamide TiO2 Hiệu Quả

Luận văn này tập trung vào phương pháp trùng ngưng tại bề mặt phân pha để chế tạo màng lọc nanocomposite Polyamide-TiO2. Phương pháp này cho phép tạo ra lớp màng Polyamide mỏng trên bề mặt vật liệu nền, đồng thời tích hợp TiO2 nanoparticles vào màng. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phản ứng, cấu trúc màng và hiệu quả phân tách được khảo sát. Mục tiêu là tối ưu hóa quy trình chế tạo để đạt được màng lọc có hiệu suất khử muối cao, độ bền tốt và khả năng chống tắc nghẽn.

3.1. Quy Trình Trùng Ngưng Tại Bề Mặt Phân Pha Để Tạo Màng Polyamide

Quá trình trùng ngưng tại bề mặt phân pha là phương pháp phổ biến để tạo màng Polyamide. Hai monomer, thường là MPD (m-phenylenediamine) và TMC (trimesoyl chloride), được hòa tan trong hai dung môi không trộn lẫn (nước và hexane). Phản ứng xảy ra tại bề mặt phân chia giữa hai dung môi, tạo thành lớp màng Polyamide mỏng. "Cơ chế phản ứng IP của MPD và TMC" đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát cấu trúc và tính chất của màng. Việc kiểm soát nồng độ monomer, thời gian phản ứng và nhiệt độ là rất quan trọng.

3.2. Tích Hợp TiO2 Nanoparticles Vào Màng Polyamide

TiO2 nanoparticles được tích hợp vào màng Polyamide bằng cách phân tán chúng trong dung môi hữu cơ (hexane) trước khi phản ứng trùng ngưng xảy ra. Việc sử dụng chất hoạt động bề mặt có thể giúp cải thiện độ phân tán của TiO2. Nồng độ TiO2 cần được kiểm soát để tránh kết tụ. Các phương pháp xử lý bề mặt TiO2 cũng có thể được sử dụng để tăng khả năng tương thích với Polyamide và cải thiện độ bền của màng.

IV. Ảnh Hưởng Của Các Yếu Tố Đến Hiệu Quả Khử Muối Của Màng

Nghiên cứu này khảo sát ảnh hưởng của nhiều yếu tố đến hiệu quả khử muối của màng lọc nanocomposite Polyamide-TiO2. Các yếu tố này bao gồm nồng độ monomer (MPD, TMC), nồng độ TiO2, thời gian và nhiệt độ phản ứng, cũng như các điều kiện xử lý sau phản ứng (ủ nhiệt). Kết quả cho thấy mỗi yếu tố đều có ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc màng, độ thấm nước và khả năng khử muối. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là rất quan trọng để đạt được màng lọc có hiệu suất cao nhất.

4.1. Tối Ưu Nồng Độ Monomer MPD và TMC Cho Hiệu Quả Tốt Nhất

Nồng độ MPD và TMC ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc và tính chất của màng Polyamide. Nồng độ MPD quá thấp có thể dẫn đến màng mỏng và dễ bị hỏng. Nồng độ TMC quá cao có thể tạo ra màng dày và giảm độ thấm nước. Tỷ lệ MPD/TMC cần được tối ưu hóa để đạt được màng có cấu trúc phù hợp cho khử muối. Nghiên cứu cho thấy "nồng độ MPD và TMC cũng như tỷ lệ nồng độ của hai monomer này có ảnh hưởng quyết định đến cấu trúc và hiệu quả phân tách của màng."

4.2. Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Và Thời Gian Phản Ứng

Nhiệt độ và thời gian phản ứng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và cấu trúc màng. Nhiệt độ quá thấp có thể làm chậm phản ứng và tạo ra màng không đồng đều. Nhiệt độ quá cao có thể làm giảm tính chọn lọc của màng. Thời gian phản ứng cần đủ để phản ứng xảy ra hoàn toàn, nhưng không quá dài để tránh tạo ra màng quá dày. "Khi độ khuếch tán của monomer tăng sẽ làm tăng độ thẩm thấu nước, tăng thông lượng của màng."

V. Ứng Dụng Thực Tế Và Kết Quả Nghiên Cứu Màng Lọc Nanocomposite

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng của màng lọc nanocomposite Polyamide-TiO2 trong ứng dụng khử muối nước biển. Màng lọc được chế tạo có hiệu suất khử muối cao và độ bền tốt. Đặc biệt, việc tích hợp TiO2 nanoparticles giúp cải thiện khả năng chống tắc nghẽn của màng, giảm chi phí vận hành. Kết quả nghiên cứu cho thấy "Sự phân tán các hạt nano TiO2 trong lớp phim mỏng polyamide đã cải thiện đáng kể độ thẩm thấu nước (tăng 49%), trong khi đó vẫn giữ được hiệu suất khử muối cao". Màng lọc này có thể được ứng dụng trong các hệ thống khử muối nước biển quy mô nhỏ và vừa, cung cấp nguồn nước ngọt cho các khu vực khan hiếm.

5.1. Đánh Giá Khả Năng Chống Tắc Nghẽn Của Màng Lọc Nanocomposite

Khả năng chống tắc nghẽn của màng lọc nanocomposite được đánh giá bằng cách sử dụng dung dịch nước biển thô chứa các chất gây tắc nghẽn (alginate). Kết quả cho thấy màng lọc nanocomposite có khả năng chống tắc nghẽn tốt hơn so với màng thương mại. "Kết quả cho thấy các loại màng TFC và TFN được tổng hợp trong phòng thí nghiệm đều thể hiện tính năng chống tắc nghẽn màng cao hơn so với màng thương mại (SWHRLE)." Điều này có thể là do TiO2 nanoparticles giúp tạo ra bề mặt màng ưa nước hơn, giảm sự bám dính của các chất tắc nghẽn.

5.2. So Sánh Hiệu Suất Với Các Loại Màng RO Hiện Có

Hiệu suất khử muối của màng lọc nanocomposite được so sánh với các loại màng RO hiện có trên thị trường. Kết quả cho thấy màng lọc nanocomposite có hiệu suất tương đương hoặc cao hơn so với các loại màng thương mại. Ngoài ra, màng lọc nanocomposite còn có ưu điểm về khả năng chống tắc nghẽn và độ bền. Điều này cho thấy màng lọc nanocomposite là một lựa chọn tiềm năng cho ứng dụng khử muối nước biển.

VI. Kết Luận Và Triển Vọng Phát Triển Màng Lọc Nanocomposite

Nghiên cứu này đã thành công trong việc chế tạo màng lọc nanocomposite Polyamide-TiO2 có hiệu suất khử muối cao và khả năng chống tắc nghẽn tốt. Kết quả nghiên cứu mở ra triển vọng phát triển các hệ thống khử muối nước biển hiệu quả và bền vững. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình chế tạo, cải thiện độ bền của màng và giảm chi phí sản xuất. Màng lọc nanocomposite Polyamide-TiO2 hứa hẹn sẽ đóng góp quan trọng vào việc giải quyết bài toán thiếu nước ngọt trên toàn cầu.

6.1. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Để Nâng Cao Hiệu Quả Màng Lọc

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc sử dụng các loại nanomaterials khác (ngoài TiO2) để cải thiện tính chất của màng lọc. Nghiên cứu cũng có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp xử lý bề mặt màng để tăng khả năng chống tắc nghẽn và độ bền. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu về tính kinh tế để đánh giá tính khả thi của việc ứng dụng màng lọc nanocomposite trong thực tế.

6.2. Tiềm Năng Ứng Dụng Rộng Rãi Trong Xử Lý Nước Sạch

Màng lọc nanocomposite không chỉ có tiềm năng trong khử muối nước biển, mà còn có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác của xử lý nước sạch. Chúng có thể được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm, vi khuẩn và virus khỏi nước, cung cấp nguồn nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất. Việc phát triển và ứng dụng màng lọc nanocomposite sẽ góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ nanocomposite polyamide-TiO2 ứng dụng khử muối nước biển” đặt ra những mục tiêu nghiên cứu sau: - Chế tạo và đánh giá khả năng phân tách muối của màng lọc thẩm thấu ngược cấu trúc màng mỏng composite (TFC) trên cơ sở vật liệu polyamide. - Chế tạo màng lọc thẩm thấu ngược nanocomposite TiO2 trên nền polyamide (TFN) nhằm cải thiện độ thẩm thấu nước của màng trong quá trình lọc muối nước biển. - Biến tính màng TFC bằng lớp phủ poly (vinyl alcohol) (PVA) và PVA-TiO2 nhằm tăng cường tính năng chống tắc nghẽn của màng trong quá trình lọc muối nước biển. Kết quả nghiên cứu hy vọng đem lại các hiểu biết cơ bản, làm nền tảng hướng tới làm chủ được công nghệ chế tạo màng lọc RO cũng như những nghiên cứu sâu hơn để cải thiện tính năng, hiệu quả phân tách của màng và giảm giá thành của màng lọc ứng dụng trong lĩnh vực lọc muối nước biển, và các lĩnh vực khác như tái sinh nước thải, sản xuất nước siêu tinh khiết.

Chế tạo màng lọc thẩm thấu ngược nanocomposite polyamide - TiO2 ứng dụng khử muối nước biển 5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Phân loại màng lọc phân tách Quá trình phân tách bằng màng hiện đang trở thành một công nghệ phân tách nổi trội, với sự phát triển nhanh chóng trong vài thập kỷ gần đây. Công nghệ này ngày nay đang được chú ý đặc biệt và cạnh tranh với các công nghệ phân tách truyền thống khác như chưng cất, hấp thụ, tách chiết. Màng lọc phân tách có khả năng vận chuyển một cấu tử nhanh chóng hơn các cấu tử khác dựa trên sự khác biệt về tính chất vật lý giữa màng và các cấu tử thẩm thấu.

Do đó, một số cấu tử có thể thẩm thấu tự do qua màng, trong khi một số cấu tử khác bị giữ lại. Một màng lọc có thể ứng dụng trong thương mại phải đáp ứng được độ ổn định cơ học, hóa học, vi sinh, có độ thẩm thấu cao và độ chọn lọc tốt. Thông thường có thể phân loại màng lọc theo hình thái cấu trúc, cơ chế lọc và bản chất hóa học của màng lọc. Phân loại theo hình thái cấu trúc, có hai loại màng: đối xứng và bất đối xứng.

Màng đối xứng có đường kính lỗ xốp hầu như không đổi trong suốt mặt cắt của màng. Ngoài ra độ dày tổng thể của màng hoạt động như một lớp chọn lọc tạo ra sự chống lại quá trình truyền khối. Đối với màng bất đối xứng được cấu tạo từ hai lớp, lỗ xốp tại bề mặt có kích thước khác với lỗ xốp vùng phía dưới màng. Nhờ đó các hạt bẩn lớn không thể chui vào bên trong màng và tránh được sự bịt kín bên trong lỗ xốp của màng.

Lớp trên cùng có thể là lớp không lỗ xốp và chế tạo bằng một loại vật liệu khác, gọi là màng composite. Màng mỏng composite gồm hai lớp, lớp màng hỗ trợ và lớp bề mặt. Lớp hỗ trợ hay lớp đế là lớp màng có độ xốp cao, không có chức năng phân tách và dày 50 – 150 µm. Lớp màng phía trên cùng có độ dày rất mỏng (từ 50 – 500 nm), có chức năng chọn lọc.

Chế tạo màng lọc thẩm thấu ngược nanocomposite polyamide - TiO2 ứng dụng khử muối nước biển 6 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN Màng đối xứng Màng bất đối xứng Màng composite Hình 2. Phân loại màng lọc theo hình thái cấu trúc của màng Dựa vào cơ chế phân tách có thể chia màng ra làm ba loại: phân tách theo cơ chế rây lọc (dựa vào yếu tố kích thước), theo cơ chế hòa tan – khuếch tán và theo cơ chế điện tích. • Theo yếu tố kích thước: yêu cầu màng vi xốp phải có độ rộng của lỗ xốp khác nhau. Màng vi xốp có cấu trúc xốp cao, dạng mắt lưới với các lỗ xốp kết nối với nhau và phân bố ngẫu nhiên.

Kích thước lỗ lớn, trung bình và vi xốp được quy cho màng vi lọc (microfiltration), siêu lọc (ultrafiltration) và lọc nano (nanofiltration). Các loại màng này được thiết kế, chế tạo để giữ lại các chất tan và các hạt lơ lửng lớn hơn. Màng phân tách hoạt động như một rây lọc. Đây là cơ chế đơn giản nhất trong phân tách.

• Dựa trên độ hòa tan và khuếch tán của vật liệu: màng hoạt động theo cơ chế này dựa trên sự khuếch tán của chất tan và dung môi qua màng. Các loại màng này thường là dạng composite của một màng đồng nhất trên một màng hỗ trợ vi xốp (màng thẩm thấu ngược), có kích thước lỗ xốp rất nhỏ chỉ cho phép dung môi đi qua do sự khác biệt về tốc độ khuếch tán của các vật chất qua màng. • Phân tách theo điện tích: các loại màng này có thể mang điện tích dương hoặc điện tích âm. Màng mang điện tích có thể có cấu trúc sít chặt hoặc vi xốp, thông thường là những màng có độ vi xốp cao, với thành của các lỗ xốp mang các ion tích điện dương hoặc âm.

Sự phân tách của loại màng này chủ yếu dựa trên cơ sở loại trừ ion cùng điện tích bởi các ion được gắn trên cấu trúc màng, ngoài ra cũng dựa Chế tạo màng lọc thẩm thấu ngược nanocomposite polyamide - TiO2 ứng dụng khử muối nước biển 7 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN trên cơ sở khác biệt về kích thước của đối tượng loại trừ so với kích thước lỗ xốp. Khả năng phân tách của các loại màng lọc đối với một số cấu tử Màng vi lọc (MF) và màng siêu lọc (UF) sử dụng để loại bỏ các hạt keo, vi khuẩn, virus (UF) và các phân tử lớn hơn (UF) như protein…, màng lọc nano (NF) và thẩm thấu ngược (RO) sử dụng để loại bỏ các hợp chất nhỏ hơn nhiều như các muối hòa tan trong nước biển. Màng lọc nano (NF) thường dùng loại bỏ các phân tử có khối lượng phân tử cao hơn 200 g/mol. Màng lọc thẩm thấu ngược (RO) có khả năng loại bỏ hầu như tất cả các hợp chất hòa tan trong nước.

Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ đã đề cử màng RO là công nghệ tốt nhất loại bỏ các hợp chất nguy hại như arsen, bari, nitrat [3]. Dựa theo bản chất hóa học của màng, có thể phân chia màng lọc theo hai loại là màng vô cơ và màng hữu cơ. • Màng hữu cơ: về nguyên tắc thì tất cả các loại polymer đều có thể sử dụng. Tuy nhiên, do yêu cầu về chế tạo và độ bền màng theo thời gian hoạt động thì chỉ có một số ít loại polymer được dùng trong thực tế.

Màng cellulose acetate thường được sử dụng do có giá thành thấp, phương pháp chế tạo đơn giản, màng có tính ưa nước rất cao và có khả năng chống tắc nghẽn màng tốt. Tuy nhiên, điểm yếu của màng là khả năng chịu môi trường kém, dễ bị thủy phân trong môi trường kiềm và Chế tạo màng lọc thẩm thấu ngược nanocomposite polyamide - TiO2 ứng dụng khử muối nước biển 8 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN acid, chịu nhiệt kém, dễ bị giảm cấp bởi vi sinh vật. Màng polyamide có độ ưa nước kém hơn so với màng cellulose, nhưng lại rất bền nhiệt, bền hóa học và khả năng chống thủy phân cao. Điểm yếu của màng polyamide là khả năng chống chịu chlorine kém.

Hai loại màng kể trên là hai loại màng được sử dụng chủ yếu để chế tạo màng RO thương mại. Màng polyacrylonitrile (PAN) được chủ yếu sử dụng để làm màng UF do có tính chọn lọc muối kém. Một loại khác được ứng dụng rất nhiều trong chế tạo màng UF là màng polysulfone (PSF) và màng polyethersulfone (PES). Các loại màng này có độ bền cơ lý, bền nhiệt, bền hóa học rất cao.

Tuy nhiên chúng lại có tính ưa nước rất kém và khả năng hấp phụ rất cao nên rất dễ bị tắc nghẽn trong quá trình sử dụng. Một số loại polymer khác được sử dụng để chế tạo màng vi xốp như polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene, isotactic polypropylene (PP) và polycarbonate (PC). • Màng vô cơ: vật liệu vô cơ sở hữu độ bền hóa học, cơ lý và nhiệt cao hơn rất nhiều so với vật liệu polymer. Tuy nhiên các loại vật liệu này lại có nhược điểm là rất dòn và rất mắc tiền.

Đó chính là nguyên nhân mà ứng dụng của loại màng này bị giới hạn trong các ứng dụng thực tế. Màng vô cơ chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp hóa chất để xử lý các quá trình ở nhiệt độ cao hay môi trường khắc nghiệt, hoặc trong quá trình khử trùng trong công nghiệp dược phẩm và sữa. Màng ceramic vô cơ chủ yếu được chế tạo từ các dạng oxide và carcbide của các kim loại như aluminium, zirconium, titanium. Khái niệm quá trình thẩm thấu ngược Sự thẩm thấu xảy ra khi một màng bán thấm có tính chọn lọc (chỉ thẩm thấu nước, không cho chất tan đi qua) phân tách hai dung dịch lỏng có nồng độ khác nhau.

Tại nhiệt độ và áp suất cân bằng ở cả hai bên màng, nước sẽ thẩm thấu và khuếch tán qua màng tạo một dòng lưu chất từ dung dịch có nồng độ nước cao sang dung dịch có nồng độ thấp hơn cho đến khi nồng độ của hai bên màng đạt cân bằng. Quá trình này cũng có thể diễn ra nếu có sự chênh lệch áp suất ΔP ở hai bên màng không lớn hơn áp suất thẩm thấu Δπ (tương ứng chênh lệch nồng độ). Nếu chênh lệch áp suất ΔP lớn hơn áp suất thẩm thấu Δπ, hướng dòng lưu chất thẩm thấu sẽ bị Chế tạo màng lọc thẩm thấu ngược nanocomposite polyamide - TiO2 ứng dụng khử muối nước biển 9 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN đảo ngược, nước sẽ đi từ phía dung dịch có nống độ thấp sang phía có nồng độ cao. Quá trình này gọi là quá trình thẩm thấu ngược (RO).

Nguyên lý quá trình thẩm thấu xuôi và thẩm thấu ngược Sự truyền vận của các cấu tử muối và nước trong quá trình thẩm thấu ngược qua màng RO được mô tả theo mô hình hòa tan - khuếch tán. Trong đó tốc độ dòng thẩm thấu hay thông lượng nước qua màng (Jw) được mô tả bởi phương trình (1) ! 𝐽! = ∆!.!! = 𝐴 ∆𝑃 − ∆𝜋 (1) ! Trong đó, QP; ΔP; Am; A; Δπ lần lượt là lưu lượng nước thẩm thấu qua màng, áp suất vận hành của hệ thống, diện tích của màng lọc, độ thẩm thấu nước của màng và áp suất thẩm thấu của dung dịch muối. Trong trường hợp màng RO được vận hành với nước tinh khiết, do áp suất thẩm thấu của dung dịch rất nhỏ nên phương trình (1) được rút gọn 𝐽! = 𝐴. Hiệu suất khử muối của màng lọc RO (XS) được tính toán theo công thức (4) Chế tạo màng lọc thẩm thấu ngược nanocomposite polyamide - TiO2 ứng dụng khử muối nước biển 10 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN !! 𝑋!