聚芳硫醚砜制備平板納濾膜及其耐溶劑性研究.pdf

1、20世紀(jì)80年代，人們在開發(fā)低壓力反滲透膜的過程中，逐漸將納濾(NF)的概念獨(dú)立起來，納濾的操作壓力小于反滲透(RO)膜過程(＜4 MPa)，截留分子的大小在200到1000 D之間，主要包含鹽類和小分子物質(zhì)。作為一種簡單高效節(jié)能的分離技術(shù)，傳統(tǒng)納濾膜主要應(yīng)用于水體系的分離，但工業(yè)中也存在很多有機(jī)溶劑體系需要進(jìn)行分離操作。因此，很多研究致力于賦予納濾膜耐溶劑特性，開發(fā)制備更加適合在有機(jī)溶劑環(huán)境中進(jìn)行分離操作的耐溶劑納濾(SRNF)膜。<

2、br>　　本實(shí)驗(yàn)采用聚芳硫醚砜(PASS)制備平板納濾膜，PASS具有機(jī)械力學(xué)性能強(qiáng)、耐高溫、耐腐蝕等特點(diǎn)，且PASS化學(xué)穩(wěn)定性較好，可在甲苯等多種有機(jī)溶劑中保持穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備PASS納濾膜，其溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)。在膜制備過程中，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了聚合物濃度、滯空時(shí)間、鑄膜液溫度對膜微觀結(jié)構(gòu)與分離特性的影響。其中，較高的PASS濃度會制備出高截留率的納濾膜，但其純水通量較小;鑄膜液溫度升高會提高膜的純水

3、通量，降低膜的分離精度;而延長滯空時(shí)間則有利于膜截留性能提高，降低了膜的純水通量。綜合比較以上結(jié)果，得出最優(yōu)制膜條件為:PASS濃度22 wt％，鑄膜液溫度為80℃，滯空時(shí)間為0s。在此條件下制備的PASS膜具有的分離特性為:5 bar壓力下，其純水通量可達(dá)到50.0 L·m-2·h-1，100 ppm剛果紅(CR)水溶液通量為47.6L·m-2·h-1，其CR截留率為96.0％。進(jìn)一步研究表明，PASS納濾膜表面電荷為負(fù)電，膜對不同電

4、荷的鹽離子截留性能從高到低依次為SO42-＞Cl-＞Na+＞Mg2+;膜具有約200nm厚的致密皮層，斷面結(jié)構(gòu)由靠近皮層的指狀孔與靠近玻璃而的海綿狀孔組成。在納濾過程中，操作壓力增大會提高PASS納濾膜通量與截留率;而料液溫度上升使通量增大，截留率下降，納濾膜在50℃下可保持較好的分離性能，顯示出較好的耐熱性;在長時(shí)間的連續(xù)納濾測試過程中，膜的通量衰減約20％;耐溶劑測試結(jié)果表明，PASS膜在所有選取的有機(jī)溶劑中均能保持較好的分離性能，