磺化聚醚砜正滲透復(fù)合膜的制備及其性能研究.pdf

1、正滲透（FO）膜分離技術(shù)以其不需外加壓力驅(qū)動(dòng)、低能耗、低成本、高回收率、抗膜污染等特點(diǎn)逐漸成為膜分離技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，目前在多個(gè)領(lǐng)域展示了很好的應(yīng)用前景，得到了一定程度的工程應(yīng)用。但是FO依然有自身的局限性，這些局限主要涉及以下幾個(gè)方面：首先，沒(méi)有方便并且經(jīng)濟(jì)地回收或被濃縮的汲取液；其次，F(xiàn)O膜內(nèi)濃差極化比較嚴(yán)重；此外，溶質(zhì)反向擴(kuò)散也是FO過(guò)程中一個(gè)不可忽視的問(wèn)題；但是限制FO發(fā)展最核心的因素是沒(méi)有合適的FO膜。因此，研究制備高性能F

2、O膜顯得十分有必要，本課題著重研究了支撐層以及聚酰胺活性層的制備條件對(duì)高性能磺化聚醚砜正滲透復(fù)合膜（SPES-FO膜）性能的影響，同時(shí)還研究了錯(cuò)流操作條件對(duì)提升SPES-FO膜性能的效果。
　　本課題采用浸沒(méi)凝膠沉淀相轉(zhuǎn)化法制備SPES-FO膜支撐層，研究了磺化聚醚砜支撐層制備配方及其影響因素。從鑄膜液中聚醚砜質(zhì)量濃度、致孔劑質(zhì)量濃度、刮膜厚度以及磺化聚醚砜的磺化度這幾個(gè)因素對(duì)支撐層結(jié)構(gòu)的影響展開(kāi)了相關(guān)研究。優(yōu)化制備條件為：支撐層

3、鑄膜液中聚合物質(zhì)量濃度為16％、致孔劑質(zhì)量濃度為10%、磺化聚醚砜的磺化度為6%、刮膜厚度為120μm，此時(shí)制備出的SPES-FO膜的純水通量最大，正滲透NaCl返混通量也較低。
　　利用自制的界面聚合板框在制備的磺化聚醚砜支撐層上進(jìn)行界面聚合反應(yīng)生成聚酰胺活性層。分別研究了在不同界面聚合條件下，活性層的結(jié)構(gòu)變化對(duì)SPES-FO膜的純水通量和NaCl返混通量大小的影響。結(jié)果表明，界面聚合最佳熱處理時(shí)間為30 s，最佳熱處理溫度為8

4、0℃，熱處理時(shí)間為1 min。若對(duì)NaCl返混通量沒(méi)有特殊高要求時(shí)，不進(jìn)行熱處理時(shí)SPES-FO膜的純水通量最高，此時(shí)NaCl返混通量也達(dá)到較理想的水平值，而將水相溶液pH調(diào)節(jié)到堿性后進(jìn)行界面聚合，SPES-FO膜性能出現(xiàn)極大的下滑。
　　在不同的錯(cuò)流水溫、錯(cuò)流流速、NaCl汲取液濃度以及不同膜朝向條件下測(cè)試了磺化聚醚砜正滲透復(fù)合膜的性能，研究不同錯(cuò)流條件對(duì)膜性能的影響以優(yōu)化正滲透膜分離過(guò)程的操作條件。研究表明，提高錯(cuò)流水溫和錯(cuò)流