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反渗透膜的结构设计是为了实现的分离效果，每一层都承担着特定的功能。从功能性角度分析，反渗透膜的结构可以分为以下几个部分：
- 支撑层（无纺布层）：这一层通常由聚酯材料构成，厚度约为120微米，其主要作用是提供机械强度，确保膜在高压操作条件下的稳定性。支撑层的结构强度是反渗透膜能够承受高水压而不至于损坏的关键。
- 中间层（聚砜层）：位于支撑层之上，厚度约为40微米，由聚砜材料制成。这一层不仅起到连接支撑层和脱盐层的作用，还提供了额外的机械保护，同时保持了膜的整体结构。
- 脱盐层（超薄聚酰胺层）：这是反渗透膜的核心，厚度仅为0.2微米。脱盐层由聚酰胺材料构成，具有的脱盐性能，能够地过滤掉水中的盐分和其他溶解固体。
反渗透过程中的传质机理主要包括以下几种模型：
- 溶解-扩散模型：该模型认为溶质和溶剂都能溶于非多孔膜表面层内，并在化学势推动下扩散通过膜。这一模型强调了膜材料的溶解度和扩散系数对分离效果的影响。
- 吸附-毛细孔流模型：该模型基于膜对水的吸附，形成一层纯水层，在外压作用下通过膜表面的毛细孔流动，实现分离。
- 氢键理论：该理论解释了水分子与膜材料（如醋酸纤维素）之间的氢键作用，以及在压力作用下水分子如何通过膜的多孔层流出。
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。
