溫敏性正滲透汲取液與高通量正滲透基膜的制備與表征.pdf

1、正滲透過(guò)程是以半透膜兩側(cè)滲透壓差為驅(qū)動(dòng)力，無(wú)需外加壓力或者僅需低壓即可運(yùn)作的過(guò)程。正滲透過(guò)程是低能耗、低成本的綠色分離提純過(guò)程，但這依賴于合適的正滲透膜和汲取液的研發(fā)以及相關(guān)回收、操作系統(tǒng)的開發(fā)。目前，正滲透過(guò)程已經(jīng)被應(yīng)用于海水淡化、水處理、食品加工、制藥行業(yè)以及發(fā)電等，因此，性能優(yōu)良的正滲透膜和汲取液的開發(fā)與改善就變得更加迫切。本文首先制備了溫敏性聚電解質(zhì)溶液作為汲取液并測(cè)定了其正滲透性能，然后制備了高通量正滲透膜基膜，并深入研究了其

2、高通量成膜機(jī)理。
　　N-異丙基丙烯酰胺和不同量的丙烯酸鈉共聚得到一系列聚電解質(zhì)溶液，該聚電解質(zhì)是溫敏性的親水材料，當(dāng)溫度低于其低臨界溶解溫度(LCST)時(shí)材料吸水溶脹，而高于其LCST時(shí)材料脫水收縮。聚電解質(zhì)溶液的溫敏性和親水性使之可作為汲取液應(yīng)用于正滲透過(guò)程中。吸水溶脹的聚電解質(zhì)溶液使用加熱超濾的方法在45℃和2 bar壓力下進(jìn)行脫水。實(shí)驗(yàn)證明，丙烯酸鈉含量為4％時(shí)得到的4％PNIPAM-SA(4-P)溶液的性能較佳，以純水作

3、為原料液的正滲透通量為0.347L· m-2· h-1(LMH)，加熱超濾的水回收率為65.2％。盡管聚電解質(zhì)溶液水通量較低，但其溫敏脫水能力使之具有應(yīng)用潛力。
　　通過(guò)共混20wt.％帶電聚合物（磺化聚苯醚，SPPO）與80wt.％中性聚合物（商用超濾膜材料:醋酸纖維素，聚醚砜和聚偏氟乙烯）制備出高通量共混正滲透膜基膜（超濾膜），并對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行了深入研究。該共混超濾膜表現(xiàn)出了優(yōu)越的超濾性能。在同樣的制備條件下，CA-SPPO

4、共混膜的純水通量為CA超濾膜的3倍，高達(dá)1432LMH; PES-SPPO共混膜的純水通量為PES超濾膜的76倍，從PES膜的19LMH提升至1460LMH;而PVDF-SPPO共混膜則從79LMH提高至2386LMH，為PVDF超濾膜純水通量的30倍。盡管共混所得的膜通量得到大大提升，但其截留率僅僅略微下降。SPPO共混膜孔隙率高、親水性好，而且在膜上表面與底面之間形成了電場(chǎng)梯度，這一切正促成了高通量共混超濾膜的形成?？紫堵矢?、親水性