荷負(fù)電PAN-PA耐溶劑復(fù)合納濾膜的制備與性能研究.pdf

1、納濾(NF)是目前公認(rèn)的極具應(yīng)用前景的新型膜分離技術(shù)，現(xiàn)已在海水淡化、污水處理、食品及造紙等行業(yè)廣泛應(yīng)用。納濾膜的選擇分離層通常是通過(guò)界面聚合(IP)技術(shù)制備的，芳香族聚酰胺(PA)納濾膜以其較高的脫鹽率和水通量、應(yīng)用pH范圍廣、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，一直被眾研究學(xué)者視為焦點(diǎn)。PA復(fù)合納濾膜的傳統(tǒng)制備方法是:將多孔支撐層浸沒(méi)在含有一種活性單體的水相溶液中一定時(shí)間，再浸沒(méi)在含有另一中活性單體的有機(jī)相溶液中一定時(shí)間，在界面處發(fā)生聚合反應(yīng)。因此

2、，復(fù)合納濾膜包括兩層:較厚的、機(jī)械性能良好的多孔支撐層和具有較高通量和截留率的超薄活性分離層。
　　本研究以改性聚丙烯腈(PAN)超濾(UF)膜為支撐層，聚乙烯亞胺(PEI)、均苯三甲酰氯(TMC)分別為水相及有機(jī)相功能單體，采用界面聚合法制備PA復(fù)合納濾膜。實(shí)驗(yàn)全面考察了該復(fù)合納濾膜的制備工藝，包括水相單體濃度、有機(jī)相單體濃度、支撐鹽濃度、水相浸沒(méi)時(shí)間、界面聚合時(shí)間、熱處理溫度及時(shí)間這些條件對(duì)復(fù)合膜結(jié)構(gòu)及分離性能的影響。并通過(guò)傅

3、里葉紅外光譜(FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、流動(dòng)電位測(cè)試儀、接觸角測(cè)試儀等對(duì)該復(fù)合納濾膜活性層的化學(xué)組成及形貌、結(jié)構(gòu)、荷電性、親水性進(jìn)行了表征。同時(shí)還考察了這種膜對(duì)不同無(wú)機(jī)鹽離子的分離截留性能，耐氯性及其對(duì)有機(jī)溶劑的耐受能力。
　　FTIR、XPS分析結(jié)果表明本研究成功在PAN基膜上覆蓋了一層PA活性層;SEM和AFM結(jié)果表明復(fù)合膜表面光滑平整;流動(dòng)電位測(cè)試結(jié)果顯示該復(fù)合

4、納濾膜顯負(fù)電;接觸角測(cè)試表明這種膜親水性較優(yōu)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化后的制膜條件為:水相PEI濃度0.40 wt％;其中加入的NaCl支撐鹽濃度0.50 mol·L-1;有機(jī)相TMC濃度0.20 wt％;水相浸沒(méi)時(shí)間10min;界面聚合時(shí)間60s;70℃熱處理15 min后浸泡于去離子水中。評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化條件下膜對(duì)2000 mg·L-1的Na2SO4、 NaCl無(wú)機(jī)鹽溶液的截留率分別為97.63％、66.62％，透水通量分別為38.25