反渗透膜的孔隙结构对其分离性能至关重要。孔隙一般分为微孔和超微孔两种:
- 微孔结构:孔径一般在0.1纳米至10纳米之间,适用于大分子物质的分离。
- 超微孔结构:孔径小于0.1纳米,具有较高的拒绝性能,适用于小分子物质的分离。
孔隙结构的调控方法包括相分离、拉伸、交联等,这些方法可以进一步优化膜的分离性能。
反渗透膜技术在海水淡化领域占据主导地位。根据国际水资源协会的数据,截至2023年,全球约有30%的海水淡化装置采用反渗透技术。这项技术能够有效去除海水中的99%以上的盐分,为沿海地区提供可靠的淡水资源。例如,以色列的阿什克伦海水淡化厂,日产水量达到3.3×10^5立方米,占以色列全部水需求量的15%,产水成本约为0.53美元/立方米。
在电子、半导体、制药等行业中,反渗透膜被广泛用于制备高纯度的水。这些行业对水质的要求,反渗透膜能够有效去除水中的离子、分子、有机胶体和细菌等,确保水质满足特定工艺需求。据统计,全球工业纯水市场规模在2022年达到约120亿美元,其中反渗透膜技术占据了主要份额。