芳香聚酰胺反滲透復合膜的接枝改性.pdf

1、芳香聚酰胺反滲透復合膜(APA-RO-TFC)以其優(yōu)良的分離性能占據著反滲透膜領域中的重要地位。然而聚酰膜易污染及耐氯性能差的缺點制約了反滲透分離技術的進一步發(fā)展和應用。因此，制備高性能、抗污染、耐氯性能好的反滲透膜，是目前反滲透膜領域的研究重點。反滲透復合膜的分離性能和抗污染性能主要取決于其表面性質如化學組成、親水性、電荷和微結構，膜耐氯性能則主要取決于膜表面活性分離層對于活性氯攻擊的抵抗能力，而表面改性則是調控聚酰胺反滲透復合膜表面

2、微結構、分離性能、抗污染性能和耐氯性能的手段之一。
　　 本論文以丙烯酸(AAc)和具有溫度響應性能的N-異丙基丙烯酰胺(NIPAm)作為接枝功能單體，以Na2S205-K2S208體系作為引發(fā)劑，通過氧化.還原引發(fā)接枝聚合的方法將兩者接枝于芳香聚酰胺復合膜表面，對聚酰胺復合膜進行接枝改性。首先，分別將PAAc和PNIPAm接枝于芳香聚酰胺復合膜表面，制備PA-g-PNIPAm膜和PA-g-PAAc膜，研究了改性對聚酰胺反滲透復

3、合膜表面微結構、分離性能、抗污染性能和耐氯性能的影響。然后，在此基礎上，將PAAc和PNIPAm共同接枝于聚酰胺反滲透復合膜表面，制備(PA-g-PNIPAm)-g-PAAc膜和(PA-g-PAAc)-g-PNIPAm膜，研究改性膜的分離性能、抗污染性能和耐氯性能。研究結果概括如下:
　　 1.芳香聚酰胺復合膜表面接枝PNIPAm的研究顯示:聚酰胺復合膜改性后，膜表面形貌發(fā)生變化，PA-g-PNIPAm膜表面出現聚集態(tài)物質，復合

4、膜表面粗糙度降低。ATR-FTIR圖譜顯示，PA-g-PNIPAm膜在酰胺Ⅰ帶和酰胺Ⅱ帶(1542-1662cm-1)的吸收峰明顯增強。親水性研究表明，PA-g-PNIPAm膜親水性增強，且膜表面呈現溫敏特性。表面接枝PNIPAm能提高聚酰胺復合膜的滲透通量，但導致復合膜截留率下降，同時能夠有效提升膜對BSA、SDS的抗污染性能和耐氯性能。接枝的PNIPAm隨溫度發(fā)生的相轉變，使得改性膜表面的污染物更容易被洗脫，使改性膜的通量得到很好的

5、恢復。
　　 2.芳香聚酰胺復合膜表面接枝PAAc的研究顯示:PAAc改性增強了復合膜表面親水性，未改性膜的接觸角為58.8°，PA-g-PAAc2膜的接觸角下降為42.0°。膜表面Zeta電位的研究發(fā)現，PA-g-PAAc膜在pH=4.5～11.0范圍內具有比未改性膜更高的負電位，即改性膜表面帶有更多的負電荷。丙烯酸接枝濃度對改性膜的分離性能影響較大，隨著改性溶液中AAc濃度的增大，復合膜通量下降，截留率增加。此外，表面接枝P

6、AAc后能夠有效地抑制BSA和SDS在復合膜表面的吸附，提高復合膜抗BSA和SDS污染性能。同時，復合膜表面接枝丙烯酸對于耐氯性的提升也非常有利。
　　 3.芳香聚酰復合膜表面共同接枝PNIPAm和PAAc的研究顯示:在聚酰胺復合膜同時接枝PNIPAm和PAAc，可同時提高復合膜的滲透通量和截留率。共同接枝改性膜的表面親水性優(yōu)于未改性膜，其表面接觸角介于PA-g-PNIPAm膜和PA-g-PAAc膜之間。Zeta電位研究表明，(