反滲透（RO）膜(mo)作為污染(ran)物截留效率最高(gao)的(de)(de)過(guo)濾膜(mo)，其微(wei)(wei)觀結構(gou)及(ji)過(guo)濾機理一直是(shi)研究(jiu)的(de)(de)熱點。那(nei)么，RO膜(mo)究(jiu)竟是(shi)有孔膜(mo)還是(shi)無孔膜(mo)？對于這一問題(ti)的(de)(de)認知和回答將直接影響對RO膜(mo)過(guo)濾機理的(de)(de)認識。隨(sui)著技(ji)術手段的(de)(de)進(jin)步以及(ji)對RO膜(mo)微(wei)(wei)觀結構(gou)的(de)(de)深入解析，上述問題(ti)的(de)(de)答案也在不(bu)斷發(fa)生(sheng)改變。

對RO膜過濾機(ji)理(li)及(ji)(ji)其微觀(guan)結構的(de)研究，最早起步于(yu)上世紀50年(nian)代。早在1958年(nian)，Kedem等研究者就(jiu)提出了(le)用于(yu)描述(shu)RO過濾過程的(de)表觀(guan)現象(xiang)模(mo)型。該模(mo)型只從表觀(guan)現象(xiang)層面進行分(fen)析，將膜表面分(fen)為清(qing)潔與(yu)污(wu)堵兩部分(fen)，模(mo)型假(jia)設(she)過于(yu)理(li)想，也并(bing)未涉及(ji)(ji)RO膜的(de)結構，與(yu)實際的(de)復雜情況(kuang)相去甚遠。

隨著研(yan)究的(de)(de)(de)(de)(de)深入，RO膜(mo)(mo)(mo)(mo)孔(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題在(zai)1965年(nian)首次被關注(zhu)。Lonsdale等人認(ren)為(wei)RO膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)層是(shi)致(zhi)密(mi)無孔(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構，并基于此(ci)提出首個(ge)RO膜(mo)(mo)(mo)(mo)過濾(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)機理模(mo)型：溶(rong)(rong)解-擴(kuo)散模(mo)型（Solution-diffusion model，SDM），溶(rong)(rong)質和溶(rong)(rong)劑在(zai)化(hua)學位差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)推動下以擴(kuo)散的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)式穿過RO膜(mo)(mo)(mo)(mo)。隨后，Sherwood修正了該模(mo)型，他認(ren)為(wei)RO膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面并非絕對的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)無孔(kong)，而是(shi)存在(zai)一些“孔(kong)”結(jie)構。但此(ci)次修正僅(jin)僅(jin)將(jiang)這些“孔(kong)”視(shi)為(wei)膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面的(de)(de)(de)(de)(de)缺陷，仍然忽略了膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)精細結(jie)構對膜(mo)(mo)(mo)(mo)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)影響，也并不認(ren)為(wei)理想的(de)(de)(de)(de)(de)RO膜(mo)(mo)(mo)(mo)是(shi)有孔(kong)結(jie)構。

1970年，RO膜首(shou)次被認定(ding)為有(you)孔(kong)膜。Sourirajan基于有(you)孔(kong)膜假(jia)設提(ti)出優先吸附-毛細孔(kong)流模(mo)型(xing)（Preferention sorption-capillary flow model，PSCFM）。該模(mo)型(xing)認為RO膜面的孔(kong)徑是在時刻變化的，膜孔(kong)可以對(dui)進(jin)水中(zhong)的不同組分選擇(ze)透過，從而達到(dao)分離作(zuo)用。這為RO膜的研究提(ti)供(gong)了一種(zhong)新思路，即(ji)可結合有(you)孔(kong)膜的過濾(lv)定(ding)律(lv)——達西(xi)定(ding)律(lv)（Darcy’s Law）描述RO膜過濾(lv)過程。

雖然后續關于RO膜(mo)(mo)(mo)過濾機理的(de)(de)研究大(da)多是基(ji)于PSCFM的(de)(de)假設（即RO膜(mo)(mo)(mo)有孔(kong)(kong)），但RO膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)有孔(kong)(kong)結構一直(zhi)(zhi)未被直(zhi)(zhi)接證(zheng)實(shi)(shi)。直(zhi)(zhi)到2011年(nian)，Chen等(deng)人(ren)利用新型陽(yang)電子(zi)湮滅(mie)技(ji)術(shu)（Positron Annihilation Techniques）首次證(zheng)實(shi)(shi)了(le)RO膜(mo)(mo)(mo)為有孔(kong)(kong)膜(mo)(mo)(mo)。緊(jin)接著，Jonathan等(deng)人(ren)在2014年(nian)利用新型儀(yi)器納米高滲(shen)(shen)儀(yi)，通過納米滲(shen)(shen)透(tou)法（nanopermporometry，NPP）對RO膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)(jing)進(jin)行了(le)測定(ding)(ding)，并將測定(ding)(ding)結果與(yu)根據歸一化Knudsen滲(shen)(shen)透(tou)率(lv)（Normalized Knudsen-based permeance，NKP）和(he)陽(yang)電子(zi)衰減譜圖（positron annihilation lifetime spectroscopy，PALS）估(gu)算得出的(de)(de)孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)(jing)進(jin)行定(ding)(ding)量比(bi)較。該(gai)研究測算出RO膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)(jing)大(da)多在0.2-0.6 nm左(zuo)右(you)，且(qie)證(zheng)實(shi)(shi)了(le)不同(tong)的(de)(de)RO膜(mo)(mo)(mo)合(he)成(cheng)方法將影響(xiang)膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)(jing)大(da)小(xiao)。Hideaki等(deng)人(ren)也利用陽(yang)電子(zi)湮滅(mie)技(ji)術(shu)測得的(de)(de)陽(yang)電子(zi)衰減譜圖（positron annihilation lifetime spectroscopy），計算出RO膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)(jing)在0.6-0.7 nm左(zuo)右(you)并在不斷變化，且(qie)發現操作壓(ya)力對膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)(kong)徑(jing)(jing)(jing)有一定(ding)(ding)影響(xiang)。

由(you)于(yu)新(xin)儀器的(de)(de)(de)(de)開(kai)發與(yu)新(xin)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)應用，RO膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)有孔結構(gou)也逐漸成為(wei)(wei)新(xin)的(de)(de)(de)(de)共(gong)識。這也意味著，對于(yu)RO膜(mo)(mo)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)過(guo)(guo)(guo)程的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)，進入了(le)(le)一個嶄新(xin)的(de)(de)(de)(de)階段。基于(yu)上(shang)述研(yan)究(jiu)成果，清華(hua)大學環境學院胡(hu)洪營教授團隊研(yan)究(jiu)證明(ming)了(le)(le)原(yuan)本被認為(wei)(wei)僅適用于(yu)微(wei)濾(lv)、超濾(lv)等有孔膜(mo)(mo)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)過(guo)(guo)(guo)程的(de)(de)(de)(de)中間堵塞模(mo)型(xing)（intermediate blocking model），同樣(yang)能夠準確描述不同有機物(wu)在(zai)各種操作條件下的(de)(de)(de)(de)RO膜(mo)(mo)污(wu)堵行為(wei)(wei)，且可(ke)量化(hua)有機物(wu)的(de)(de)(de)(de)污(wu)堵潛勢。在(zai)此基礎上(shang)，提出了(le)(le)RO膜(mo)(mo)通量預(yu)測模(mo)型(xing)，從(cong)而實現了(le)(le)利(li)用污(wu)染物(wu)濃度準確預(yu)測其RO膜(mo)(mo)污(wu)堵行為(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)目標，解決(jue)了(le)(le)膜(mo)(mo)通量預(yu)測難題。

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