聚砜中空纖維復(fù)合膜基膜的研究.pdf

1、本文以聚砜中空纖維超濾膜為基膜,分別以間苯二胺和哌嗪為水相單體,均苯三甲酰氯為有機(jī)相單體,通過界面聚合反應(yīng)在基膜表面形成超薄功能層,制備了芳香族聚酰胺/聚砜中空纖維復(fù)合膜。研究了中空纖維基膜的紡絲工藝,基膜預(yù)處理、單體結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合膜性能的影響,復(fù)合膜的分離性能等。 以聚砜為基質(zhì)材料,選擇了多種成孔添加劑制成紡絲液,采用干-濕法紡絲工藝制成聚砜中空纖維基膜。研究了添加劑組成對(duì)基膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。其中,復(fù)合添加劑各組分的致孔機(jī)理有機(jī)

2、配合,協(xié)同作用,使紡絲液處于亞穩(wěn)定狀態(tài),有效控制紡絲液中凝固液的界面潤濕性,控制相轉(zhuǎn)化成膜機(jī)理,紡制出性能穩(wěn)定、孔徑適當(dāng)、高透水通量的聚砜中空纖維基膜。在0.1MPa下,對(duì)4g/L卵清蛋白水溶液的截留率在85％左右,純水通量高于250L.m-2.h-1。并對(duì)復(fù)合添加劑紡制基膜的工藝進(jìn)行了詳細(xì)的研究。 本文選擇兩種水相單體與均苯三甲酰氯反應(yīng)制備了聚酰胺/聚砜中空纖維復(fù)合膜。結(jié)果表明：采用哌嗪單體得到聚哌嗪均苯三甲酰胺/聚砜復(fù)合納濾

3、膜,對(duì)二價(jià)鹽有較好的截留,0.7MPa下對(duì)2g/L MgSO4水溶液的截留率為96.4％,水通量達(dá)94.4 L.m-2.h-1,但對(duì)一價(jià)鹽截留率較低,0.7MPa下對(duì)0.5g/L NaCl的截留率低于30％；采用間苯二胺單體得到聚均苯三甲酰間苯二胺/聚砜復(fù)合膜,對(duì)一價(jià)和二價(jià)鹽均有較高的截留,0.7MPa下對(duì)2g/L MgSO4水溶液的截留率為98.8％,對(duì)0.5g/L NaCl的截留率為91.5％,但通量很低。詳細(xì)研究了聚哌嗪均苯三甲酰

4、胺/聚砜復(fù)合納濾膜的分離性能,結(jié)果表明：該復(fù)合膜對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子和相對(duì)分子質(zhì)量大于300的物質(zhì)均有較好的截留。 將基膜經(jīng)過乙醇預(yù)處理后制備聚哌嗪均苯三甲酰胺/聚砜復(fù)合納濾膜,在0.7MPa下對(duì)2g/LMgSO4水溶液的通量提高近一倍,截留性能變化不大。紅外譜圖分析結(jié)果表明,經(jīng)過乙醇預(yù)處理,基膜表面有氫鍵產(chǎn)生,復(fù)合膜表面聚酰胺大分子的端基N-H或O-H伸縮振動(dòng)吸收峰變強(qiáng),說明乙醇預(yù)處理增強(qiáng)基膜表面極性,有利于提高界面聚合反應(yīng)效率。