由国标中纳滤膜和纳滤条目说起-undefined

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微滤、超滤、纳滤、反渗透，随着膜技术越来越广泛地应用于水处理行业，我们对于膜的研究和认识也越来越深入。目前工业中反渗透应用广泛，市政中超滤膜相对主力。纳滤膜，作为超滤膜和反渗透间的“中间地带”，其特性被越发关注，相关行业也积极开展着针对纳滤膜的应用研究和实践。然而，在“标准先行”的过程中，我们也发现了可能存在的一些观点上的争议，学术争论无对错，凡事不辨则不明，本刊邀请中核集团北京化工冶金研究院祝振鑫研究员级高工，就纳滤和纳滤膜的国标定义，透彻分析。为了帮助读者更直观阅读，阿三对祝老师的观点进行了提炼和重新整理。

祝振鑫

获国防科工委科技进步一等奖等多项奖项；出版译著10多部，累计汉字500多万字；拥有中国发明专利8项。

祝振鑫，男，江苏无锡人，中核集团北京化工冶金研究院研究员级高级工程师。1965年7月毕业于中国科技大学近代化学系，所学专业为放射化学专业辐射化学专门化。

有关“纳滤”和“纳滤膜”的国家标准只有一个，即GB/T 20103—2006 《膜分离技术术语》，其中

关于纳滤膜的条目是：

4.1.2 用于脱除多价离子、部分一价离子的盐类和分子量大于200的有机物的半透膜。

关于纳滤的条目是：

4.2.3 以压力为驱动力，用于脱除多价离子、部分一价离子和分子量200～1000有机物的膜分离过程。

但作为目前国标层面仅有的两条条文，有哪些问题需要进一步探讨的呢？

为了引导大家更好地理解这个讨论，我先从祝老师的观点中梳理几个概念性的问题。

4.1.2 定义中，纳滤膜脱除的到底是什么？

4.1.2 纳滤膜定义的条目强调了纳滤膜是用来脱除多价离子、部分一价离子的盐类，以及分子量大于200的有机物。条目定义的很明确：纳滤膜脱除的是盐类或有机物，而且对多价离子的盐类和一价离子的盐类，纳滤膜的脱除能力是不一样的，对多价离子的盐类是“脱除”，至于到底从进料溶液中脱除多少比例的多价离子的盐类才算脱除？国标并没有硬性规定；对一价离子的盐类是“部分脱除”，到底从进料液中脱除多少比例的一价离子的盐类可以称作“部分脱除”？国标也没有作硬性规定。

什么是“一价离子的盐类”？

“一价离子的盐类”指的是由一价阳离子和一价阴离子组成的盐类，如NaCl、KCl、NaNO3、KNO3、LiF、NaF等等

什么是“多价离子的盐类”？

“多价离子的盐类”指的是由二价三价阳离子与二价三价阴离子组成的盐类，例如MgSO4、CaSO4、MgCO3、CaCO3、FeSO4、Fe2(SO4)3、FePO4等等。

如果您已经理解了上面三个解释，我们再回过头来看一下4.1.2条和4.2.3条，是不是发现了3个比较明显的问题？

脱除的到底是“盐”还是“离子”？

仔细阅读两个条目发现，4.1.2条中明确写明，纳滤膜脱除的是“盐”，但4.2.3条中，却又写着纳滤是一个脱除“离子”的膜分离过程，这是到底笔误还是另有深意？

祝老师认为，膜分离过程所脱除的，是盐类而不是离子，4.1.2条中的表述更为严谨准确，而4.2.3条的表述可能存在笔误或印刷上的问题，应当予以修正和完善。

混合价态的盐类，纳滤膜怎么脱除？

两个条目中，都明确了纳滤膜可以“脱除”和“部分脱除”“多价离子的盐类”和“一价离子的盐类”，但化合物形态多样，对于由“一价阳离子和多价阴离子组成的盐类”，以及由“一价阴离子和多价阳离子组成的盐类”，例如Na2SO4、K3PO4、CaCl2、FeCl3等等，两个条目均没有提及，纳滤膜又是如何脱除这类盐的呢？

祝老师解释道：纳滤膜除了靠孔径大小对盐类分子进行筛分作用之外，还靠膜表面所带的电荷对同性电荷离子的排斥作用，和对异性电荷离子的吸引作用来分离物质分子的。这样一来，纳滤膜对盐类的分离作用呈现了多种多样的情况：对于由一价阳离子和一价阴离子组成的一价离子的盐类，国标明确指出，纳滤膜的脱除能力比较差，为“部分脱除”；对于由多价阳离子和多价阴离子组成的多价离子的盐类，纳滤膜的脱除效果好，为“脱除”。但是对于由一价阳离子和多价阴离子组成的混合价态的盐类，以及由多价阳离子和一价阴离子组成的混合价态的盐类，国标并没有明确纳滤膜对它们的脱除效果，实际情况也比较复杂。膜上所带电荷的极性不同，纳滤膜对这种混合价态盐类的脱除效果也就完全不同：例如对于由2个一价阳离子Na和一个二价阴离子（SO4）2-组成的盐Na2SO4，带负电荷的纳滤膜对它的脱除率（96%～98%）甚至要大于对MgSO4的脱除率（90%～93％%），而一种带正电荷的纳滤膜，对由一个二价阳离子Mg2+和一个二价阴离子（SO4）2-组成的盐MgSO4的截留率只有21%，但对由一个二价阳离子Ca2+和二个一价阴离子Cl－组成的盐CaCl2的截留率却达到了约74％，可见纳滤膜所带电荷的不同，对于不同的盐类的脱除效果不能一概而论，行业中目前存在的一些说法，把盐类两个字去掉，把纳滤膜说成是对“二价三价离子完全脱除，一价离子全部保留”是完全错误的。

分子量200的有机物，到底能不能被纳滤膜脱除？

纳滤膜可脱除的有机物分子量范围究竟如何？这是两个条目最具争议的一点。4.1.2条中明确可脱除的有机物分子量为“大于200”，但4.2.3条中又将纳滤可脱除的有机物分子量定义为“200~1000”，这里就直接产生了两个存在矛盾的争议：1、分子量正好为200的有机物能不能脱除？2、分子量大于1000的有机物能不能脱除？

祝老师认为，两条标准存在前后矛盾，对于行业的执行来说，是存在问题的。而且，隨着时代的发展，新的纳滤膜品种和新的纳滤过程不断涌现出来，纳滤过程已从早期的部分脱盐和脱除分子量200的有机物这种疏松反渗透过程，扩展到了专用来脱除分子量为千Da等级的有机物（活性染料分子）的分离，甚至用于有机溶剂的纳滤。纳滤膜的孔径已从初期的1nm左右扩展到5nm以下！现行的标准就更加无法把这些新的进展涵盖进去了。

膜行业的蒸蒸日上以及广泛的应用前景，所以对于标准的关注以及对标准完善修编的呼声越发强烈。行业的发展离不开标准的引领，确保严谨、具有前瞻性和引领性的标准，才能引导行业真正健康快步前进。本文几个小小观点的讨论，也是为了引发行业关注和思考，共同加入到“纠错”的队伍中来，还是需要强调的是：“学术争论无对错，凡事不辩则不明”

——阿三编后语

原标题：由国标中纳滤膜和纳滤条目说起

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