二醋酸纖維素-三醋酸纖維素共混正滲透膜的制備與性能研究.pdf

1、正滲透是一種新興的膜處理技術(shù)，由于其較低的能耗量、低污染、常溫下操作、不需要外加壓力、易于操作，在污水處理、食品加工、海水淡化、醫(yī)藥以及能源方面，已經(jīng)顯現(xiàn)出或者正在顯現(xiàn)出潛在的利用價(jià)值。但是在實(shí)際應(yīng)用中，仍舊處在實(shí)驗(yàn)探索的階段。正滲透走向商業(yè)化的關(guān)鍵是，尋找合適的膜和驅(qū)動(dòng)液，以及消減濃度極化對水通量的影響，這仍舊是一個(gè)難題，世界各國的許多研究者正在進(jìn)行不斷的努力，對此進(jìn)行不斷的完善。本論文擬用二醋酸纖維素(CDA)和三醋酸纖維素(CTA

2、)作為正滲透的膜材料，1，4-二氧六環(huán)、丙酮和甲醇作為溶劑，乳酸作為添加劑，采用相轉(zhuǎn)化的方法制備正滲透膜，并對制備的正滲透膜進(jìn)行性能表征。
　　論文考察了醋酸纖維素正滲透膜制備過程中的影響因素，分別從不同的溶劑體系、聚合物的不同濃度、添加劑含量、水浴溫度、聚酯篩網(wǎng)目數(shù)、CDA與CTA的共混比例、共混溫度、熱處理溫度、刮膜時(shí)鑄膜液溫度等方面考察對正滲透膜的影響。確定了CDA/CTA共混正滲透膜的最佳制備條件為:溶解體系為1，4-二氧

3、六環(huán)，聚合物濃度為8.96％，添加劑含量為3.5％，水浴溫度為15℃，聚酯篩網(wǎng)目數(shù)為120目，CDA∶CTA=7∶1，共混溫度為60℃，熱處理溫度為70℃，刮膜時(shí)候鑄膜液溫度為30℃。所制備的正滲透膜的水通量約為5L/m2·h，截留率約為98％。
　　由于正滲透過程不需要外加壓力，靠滲透壓差提供動(dòng)力，但是在實(shí)際測量時(shí)膜的水通量低于計(jì)算值，這是由于濃度極化現(xiàn)象造成的。如何減小濃度極差，增加膜的水通量，成為研究的一個(gè)難點(diǎn)和熱點(diǎn)。論文從

4、正滲透膜的支撐層朝向、驅(qū)動(dòng)液濃度和蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速三個(gè)方面研究了膜分離過程中的影響因素，選擇支撐層朝向驅(qū)動(dòng)液、葡萄糖的最佳濃度為4M、蠕動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速為100rad/min作為最佳的膜分離條件。
　　實(shí)驗(yàn)中還制備了醋酸纖維素/納米二氧化鈦共混正滲透膜，以改變膜的性能。分別從共混溫度、納米二氧化鈦添加量和水浴溫度三個(gè)方面考察對制備醋酸纖維素/納米二氧化鈦共混正滲透膜的影響。確定了制備醋酸纖維素/納米二氧化鈦共混正滲透膜的條件為:共混溫度70℃