聚酰亞胺多孔膜的制備、擴散滲析應用以及擴散滲析過程水滲透現(xiàn)象抑制.pdf

1、化纖廠、電鍍廠、煤加工廠及金屬酸洗等行業(yè)中都會排出大量酸性廢水，而在印染工業(yè)、制革工業(yè)和石油生產(chǎn)等過程中會產(chǎn)生大量堿性廢水。這些廢水中含有酸或堿以及一些金屬離子，如果直接排放不僅浪費可循環(huán)資源，還對環(huán)境造成威脅。因此，酸性和堿性廢水必須要經(jīng)過預處理，包括對有用資源回收利用。擴散滲析(DD)作為膜分離的一個典型方法，具有低能耗和環(huán)境友好特點。目前用于制備擴散滲析膜的高分子原料主要有聚砜、聚苯醚、聚苯乙烯-二乙烯苯等，大部分都是致密結構，不

2、利于離子的傳輸。因此，本文將制備一系列不同孔徑的多孔聚酰亞胺陰離子交換膜（簡稱陰膜）來替代傳統(tǒng)的致密膜，用于擴散滲析回收酸，但擴散滲析過程中，水從低濃度到高濃度溶液的自發(fā)滲透帶來的水滲透量也會增加。因此，本文的另一重點是在不同的操作溫度下，對多孔膜的水滲透量進行研究。并由此分析討論，自主研發(fā)一種微壓新型擴散滲析裝置，即在料液側施加一定的微壓來抑制水滲透量。
　　第一部分是通過相轉(zhuǎn)化法制備出一系列具有多孔結構的聚酰亞胺陰膜，并對這些

3、膜性能進行表征，包括熱重、機械強度和化學穩(wěn)定性等。改變相轉(zhuǎn)化過程中凝膠浴類型（異丙醇或水），制得的膜具有不同的微觀結構。將該系列陰膜用于擴散滲析回收硫酸，改變操作溫度為15-45℃。結果表明多孔聚酰亞胺陰膜對酸體系具有較高的滲透性和選擇性，可有效實現(xiàn)酸鹽混合物的分離，比傳統(tǒng)致密膜具有更高的分離效率。其中，在25℃下，硫酸的滲析系數(shù)為0.00584-0.00781/h，高于商業(yè)S203膜和DF-120膜，且分離因子(S)在25℃可高達51

4、.3。最后將優(yōu)選出的膜用于探究純醋酸(HAc)的滲透性，結果表明該膜對HAc的滲析系數(shù)為0.00239-0.0133m/h(15-45℃)。另外，對不同溫度下多孔聚酰亞胺陰膜的水滲透量做了研究，結果表明水滲透量受膜的結構和實驗操作溫度影響，且水滲透量主要是取決于膜兩側金屬鹽濃度的不同，當溫度為15-45℃時，多孔陰膜的水滲透量范圍在15-47.5mL。因此，第二部分針對擴散滲析過程中出現(xiàn)的水滲透現(xiàn)象進行了系統(tǒng)性研究，通過在傳統(tǒng)靜態(tài)擴散滲