新型有機(jī)-無機(jī)雜化荷負(fù)電納濾膜的制備及性能研究.pdf

1、在生化、制藥、食品、印染等現(xiàn)代工業(yè)中常常會(huì)遇到從有機(jī)物組分中分離去除微量電解質(zhì)的實(shí)際問題，納濾技術(shù)作為一種高效節(jié)能環(huán)保的分離技術(shù)已在有機(jī)物脫鹽領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)納濾技術(shù)對(duì)一價(jià)鹽和有機(jī)物的分離可以達(dá)到理想的效果，對(duì)二價(jià)鹽的去除仍然存在一定的挑戰(zhàn)。為此，本文通過共混-相轉(zhuǎn)化的方法制備了一系列具有疏松表皮層的荷負(fù)電納濾膜，期望該膜可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物有較高截留率的同時(shí)，對(duì)無機(jī)鹽尤其是二價(jià)或高價(jià)金屬離子具有較高的透過性能。本文的主要研究

2、內(nèi)容如下:
　　(1)在埃洛石納米管(HNTs)表面接枝硅烷偶聯(lián)劑3-（異丁烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷(MPS)，用沉淀共蒸餾的方法通過與二乙烯基苯(DVB)的游離基聚合反應(yīng)在HNTs表面引入苯環(huán)，然后經(jīng)過磺化反應(yīng)得到表面含有磺酸根的HNTs-SO3H雜化亞微粒。最后將其與聚醚砜(PES)共混制備HNTs-SO3H/PES荷負(fù)電雜化納濾膜。利用掃描電鏡(SEM)、接觸角及分離性能測(cè)試等方法對(duì)膜的形貌、性能進(jìn)行表征。研究表明，和空白膜

3、相比，雜化膜的親水性得到明顯提高，并且表面更光滑。雜化膜的離子交換容量達(dá)到了0.05mmol/g，比空白膜提高了59.4％。在壓力為0.4MPa時(shí)，雜化膜對(duì)染料的截留率保持在85％以上，對(duì)MgSO4和MgCl2的截留率分別為13.63％和7.5％。
　　(2)在HNTs表面錨定硅烷偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)，然后接枝引發(fā)劑2-溴異丁酰溴，再通過ATRP在HNTs表面聚合苯乙烯磺酸鈉(NASS)制備荷電材料HNTs-po

4、ly(NASS)，最后與PES共混制備HNTs-poly(NASS)/PES荷負(fù)電雜化納濾膜。當(dāng)HNTs-poly(NASS)的含量從0提高到3％，膜的接觸角從83.5°降低到59.3°。對(duì)PEG的截留實(shí)驗(yàn)表明，膜的截留分子量在700g/mol，而孔徑為0.7nm左右。在0.4MPa時(shí)，對(duì)染料的截留率保持在85％以上，對(duì)MgSO4和MgCl2的截留率分別為13.63％和7.5％，且截留順序?yàn)镹a2SO4＞MgSO4＞MgCl2＞NaCl

5、。
　　(3)通過溶膠-凝膠法制備納米二氧化硅微球并在其表面接枝引發(fā)劑2-溴異丁酰溴，再通過ATRP在微球表面聚合苯乙烯磺酸鈉得到SiO2-poly(NASS)納米復(fù)合材料，最后與PES共混制備SiO2-poly(NASS)/PES荷負(fù)電雜化納濾膜。當(dāng)SiO2-poly(NASS)的含量為3％時(shí)，膜的接觸角為57.3°，和空白膜相比，降低了31.4％。膜的孔徑基本保持在0.7nm左右;在0.4MPa時(shí)，對(duì)染料和無機(jī)鹽的截留率分別在