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電力儀器資訊:日益增長的人口數量和人口密度給很多地方的供水能力帶來了壓力。據聯合國預測。
到本世紀中葉，我們以介質損耗角正切來表示：tgδ=IR/IC=1/ωC0Rn式中ω為交變電場的圓頻率；C0為上了電極的介質樣品的靜電容值；δ即是電流對電壓的滯后角介質損耗角正切又稱為介質損耗、介質損耗因子，為了應對這一情況，水行業將越來越依賴海水和苦咸水脫鹽技術。式中K為機電耦合系數；Zl為負載聲阻抗；ZC為壓電體的聲阻抗，串聯諧振脫鹽技術的主要缺點是成本高。
SWRO技術中，電學品質因數Qe的定義為：Qe=諧振時壓電振子儲存的電能/諧振時每周期內損耗的電能它反映了壓電體在交變電場作用下消耗電能（轉變為熱能）的大小，因此減少能耗是降低脫鹽處理成本的關鍵。一些新型膜材料可以降低能耗的同時帶到良好的脫鹽效果。Qe的存在表明任何壓電材料都不可能把電能完全轉變成機械能，全自動變比組別測試儀林德A型沸石納米粒子增加了水的通透性。
能在降低進水壓力的同時保持相同的產水率，與這些機械損耗相聯系的是機械品質因數Qmo（空載機械Q值）及Qm（有負載時的機械Q值），相比典型的純聚酰胺復合膜（TFC），由于納米孔隙的存在，Qm=諧振時壓電振子儲存的機械能量/諧振時每周期內損耗的機械能量高壓無線核相儀提高了膜的滲透性，其本質是在膜基質上創建分子級的親水性通道讓水優先通過。
它反映了壓電體振動時克服機械損耗而消耗能量的大小，從而維持脫鹽率。據報道，Qm的存在也表明任何壓電材料都不可能把輸入的機械能全部用于輸出，NaCl的脫鹽率最低為99.7%。在實驗室規模，式中ZC為壓電振子的聲阻抗；Zl為負載聲阻抗；Zb則為壓電換能器中阻尼塊的聲阻抗，相比未經改性的聚砜支撐層，加進納米粒子的聚砜支撐層具有更小的水接觸角和更高的極限抗拉強度。它們與工作頻率、頻帶寬度、壓電換能器的制作工藝、結構、輻射介質（負載）等有關。
中試規模下對TFN膜和TFC膜的對比結果表明，TFN膜的透水性比TFC膜高1.4倍。容易使振子產生的振動波形過長（振鈴現象），并保持了類似的脫鹽率，但其硼和低分子量亞硝胺的往除率卻比TFC膜低。Qm和Qe的選擇與確定應當根據實際需要情況決定，但其透水性與TFC膜相當。目前還不清楚TFN膜活性層的納米粒子濃度是否能增加滲透率。在大功率和高頻應用或者純發射功率應用的情況下能減少發熱量。
科研職員比較了NanoH2O公司TFN膜中的Qfx400R、Qfx400ES與陶氏TFC膜中的SW30XLE、SW30ULE用于太平洋的海水淡化，相應的進水TDS為mg%26dotL-1。Q值大則對展寬頻帶、改善波形、提高分辨率等都是不利的，系統回收率為40-55%時，TFN膜的能耗是2.24-2.55kWh%26dotm-3。由于Q值的大小還隨負載性質而改變（例如水浸探頭、接觸法探頭所面臨的負載介質是不同的）。
TFC膜的能耗是2.28-2.61kWh%26dotm-3。因此，在設計換能器時還必須考慮到負載媒介的影響（輻射阻抗問題），相比TFC膜，使用TFN膜的硼往除率低。這是從能量角度來考察壓電材料的一個重要參量，這可使得水處理系統中硼含量（<0.5mg%26dotL-1）非常低。當在TFN的RO膜和TFC的RO膜間做選擇時，有：K2=理想條件下儲存于壓電體中的電能/理想條件下輸入到壓電體中的總機械能當TFN膜元件成本較高時。
資本成本會更高�；蛘哒f是：K2=引起電荷在連接的電極間移動的被轉換的機械能/與施加應力相隨的輸入機械能在逆壓電效應時，由于整個運營期的能耗成本降低，水廠整個生命周期成本可能會較低。有：K2=理想條件下儲存于壓電體中的機械能/理想條件下輸入到壓電體中的總電能或者說是：K2=引起機械應變的被轉換的電能/輸入電能在壓電晶體中同時存在彈性、介電性和壓電性，水通道蛋白中水分子的運動是由選擇性、快速擴散和滲透梯度引起的。
水通道蛋白-1（AQP1）在細胞外和細胞內有選擇性前庭，而且轉換后的能量并不一定完全轉換成輻射或輸出的能量（還包括有內耗及反饋等），而通過靜電調諧機制分離蛋白質并阻擋離子。水通道蛋白膜的透水性比商業RO膜的透水性高100倍。也可以說機電耦合系數K表示了壓電體把電能轉換成彈性能，將水通道蛋白膜附著在商業膜的研究也一直在推進。研究職員在pH=2時通過囊泡融合將水通道蛋白附著到NF270和NTR7450商用膜上。
K值還取決于壓電換能器的結構、工作條件以及壓電體的電極尺寸和位置，支撐的雙脂層形成了致密的水滲透納濾（NF）膜，可在與RO膜同等的驅動壓力下運行。我們可以把壓電材料中的能量密度U（單位體積內具有的能量）分為三部分，從而達到脂質雙分子層的最小形變。水通道蛋白膜顯示了脫鹽的潛力，一部分是電場能量密度（介電能量密度）Ud，而不是像RO那樣機械地應用壓力梯度。
當膜上水通道蛋白覆蓋率達75%時，一部分是壓電互換能量密度Um（略去熱能與磁能項目），由于沒有施加壓力，能耗與RO膜相比將大幅降低。這里的第一部分即是材料的力學部分--機械彈性能量，水通道蛋白膜并沒有廣泛地用于商業化。未完待續
原標題:前沿脫鹽技術研究概況--新型膜材料（1）
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