PQ--10-PA荷正電復合納濾膜的制備及其分離特性研究.pdf

1、納濾(NF)技術節(jié)能環(huán)保，在污水處理、制藥和生物技術等領域的地位至關重要，而目前工業(yè)化納濾膜多為荷負電。因而，研究制備荷正電納濾膜對于拓展納濾技術的應用范圍具有重要的意義。
　　本文以聚哌嗪酰胺(PA)納濾膜為基膜，陽離子聚電解質聚季銨鹽-10(PQ-10)為功能材料，利用PQ-10和戊二醛(GA)交聯(lián)反應制備荷正電納濾膜。研究了PQ-10濃度、熱處理時間及溫度等工藝參數(shù)對PQ-10/PA復合NF膜分離性能的影響，并采用FE-SE

2、M、Zeta電位儀以及ATR-FTIR等技術分別對聚電解質復合NF膜的表面結構、荷電性、化學組成進行表征。實驗研究了PA膜和PQ-10/PA復合NF膜對無機鹽、染料以及水中特征有機污染物的分離性能，并探究了NF膜對陽離子型污染物十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)、聚丙烯酰胺(CPAM)和陰離子型牛血清蛋白(BSA)的抗污染性能。研究結果如下:
　　(1)ATR-FTIR表明陽離子聚電解質PQ-10已成功涂覆在PA基膜，結合FE-SE

3、M技術可得涂覆前后分離層厚度均為0.2μm左右且表面平整致密，Zeta電位測試表明在pH=3-9時，PQ-10/PA復合NF膜表面均呈正電性。
　　(2)陽離子聚電解質PQ-10濃度的增加，能提高復合NF膜表面電荷密度。PQ-10/PA復合NF膜對CaCl2的截留率，隨PQ-10和GA濃度增加、熱處理時間的延長、熱處理溫度的上升均呈現(xiàn)遞增趨勢，而水通量呈遞減趨勢。陽離子聚電解質復合NF膜的較優(yōu)制備工藝條件為:PQ-10濃度=0.5

4、w/v％、熱處理溫度=P50℃、熱處理時間=135s以及GA濃度=1.0w/v％。當操作壓力為5bar，進料液濃度為500ppm CaCl2時，Q-10/PA復合NF膜的截留率為53.8％，水滲透率為28.3l/m2·h。
　　(3)PQ-10/PA復合NF膜分離性能表明:在較優(yōu)條件制備的復合NF膜的截留分子量為335Da，相比PA基膜的520Da下降明顯。PQ-10/PA復合NF膜對無機鹽的截留率分別為RMgSO4(92.4％)

5、＞RNa2SO4(91.2％)＞RNaCl(73.2％)＞RMgCl2(66.8％)＞RCaCl2(54.5％)。對不同染料的截留率為維多利亞藍B(99.9％)=甲基藍(99.9％)＞結晶紫(99.7％)＞日落黃(98.4％)＞中性紅(92.2％)，與基膜相比，PQ-10/PA膜對分子量較小的陽離子型染料結晶紫和中性紅截留率顯著提高。陽離子聚電解質復合NF膜對單一有機物分離結果為RLAS(85.8％)＞RNPE(79.8％)＞RDTAB

6、(60.3％)＞RDEP(54.9％)＞RDMP(43.8％)，對混合有機物（濃度250ppm）的截留率保持在64.3％左右。
　　(4)PQ-10/PA復合NF膜的抗污染實驗表明，荷正電的復合膜對陽離子型污染物DTAB和CPAM的通量損失率分別為13.7％和14.8％，低于PA基膜的24.5％和42.5％，恢復率為93.1％和91.4％均高于PA膜。而PA膜對陰離子型BSA的通量損失率為15.6％，恢復率為95.1％。荷正電的P