聚酰胺正滲透膜的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、清潔的水資源短缺已經(jīng)成為全球最大危機(jī)之一，因此潔凈水的生產(chǎn)和再生成為主要的關(guān)注熱點。在眾多處理技術(shù)當(dāng)中，正滲透以其低能耗，膜污染較輕和環(huán)境友好型等特點，在海水淡化、污水處理、鹽差發(fā)電等領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。然而，在正滲透運行過程中存在的嚴(yán)重的濃差極化問題，這嚴(yán)重影響了正滲透膜的分離效率。理想正滲透膜應(yīng)具有高的水通量、低的鹽通量和良好的機(jī)械強(qiáng)度從而能夠保證膜長期穩(wěn)定的運行。因此，本文從研制新型支撐層和優(yōu)化支撐層結(jié)構(gòu)入手。通過優(yōu)化正滲透膜

2、制備工藝，在保證高截鹽率和水通量的前提下，提高正滲透膜的機(jī)械強(qiáng)度，從而制備出性能優(yōu)良的兩種正滲透膜。并對所制備的正滲透膜進(jìn)行濃縮丙烯酰胺溶液的應(yīng)用，重點考察正滲透膜在長期運行條件下濃縮效率和膜性能的變化。眾所周知，靜電紡絲納米纖維膜具有特殊的三維連通孔結(jié)構(gòu)、低的膜孔彎曲度和高的孔隙率等優(yōu)點，為開發(fā)高性能的正滲透膜提供了可能。然而，靜電紡絲納米纖維膜作為支撐層仍存在機(jī)械性能差等問題，這嚴(yán)重影響了制備的靜電紡絲正滲透膜的應(yīng)用前景。
　

3、　本研究以高強(qiáng)度、大孔PET無紡布為底層，采用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為材料進(jìn)行靜電紡絲，通過對支撐層進(jìn)行熱壓處理，制備靜電紡絲復(fù)合支撐層。并以間苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)為單體，采用界面聚合方法制備了新型高強(qiáng)度PET復(fù)合正滲透膜。實驗研究了紡絲液濃度、紡絲電壓、接收距離和熱壓處理對復(fù)合支撐層結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，在最佳條件下制備出的復(fù)合支撐層的表面的接觸角為121°，拉伸強(qiáng)度為11.4 MPa，相比于傳統(tǒng)

4、的靜電紡絲膜，復(fù)合支撐層的拉伸強(qiáng)度得到了大幅的提升。通過對正滲透膜性能的測試發(fā)現(xiàn)，采用1mol/L NaCl溶液為汲取液，PRO模式下復(fù)合FO膜的水通量達(dá)到25.8 LMH，反向鹽通量為4.5gMH。在相轉(zhuǎn)化制膜工藝中，采用聚砜(PSF)為原材料來制備聚砜正滲透膜。通過優(yōu)化聚砜鑄膜液濃度和界面聚合條件來考察對正滲透膜性能的影響。并采用電子掃描顯微鏡、表面接觸角測試儀、XPS測試等技術(shù)手段對所制備的聚砜正滲透膜結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。通過優(yōu)化

5、實驗條件，當(dāng)聚砜濃度在12 wt％，MPD為3.4 wt％，TMC為0.15wt％時，反應(yīng)時間為60 S條件下，制備出來的正滲透膜性能最佳。在PRO模式下，1mol/L NaCl溶液為汲取液，正滲透膜的純水通量高達(dá)42.3 LMH，遠(yuǎn)高于目前HTI商業(yè)化的FO膜，為今后正滲透膜的制備提供了研究基礎(chǔ)。采用聚砜正滲透膜對模擬工業(yè)生產(chǎn)的丙烯酰胺溶液進(jìn)行濃縮實驗。并采用NaCl和MgCl2溶液作為汲取液，通過改變汲取液濃度、錯流流速和活性層不同