介孔SiO2-聚酰胺反滲透復(fù)合膜的制備.pdf

1、反滲透已成為海水和苦咸水淡化最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)之一。但目前反滲透復(fù)合膜仍然存在能耗大、選擇性差、易污染、通量有限等不足，使得反滲透技術(shù)獲得淡水的成本仍比較高。因此，研究制備高通量、選擇性好、低能耗的新型海水淡化反滲透復(fù)合膜是十分必要的。介孔二氧化硅(SiO2)材料突破了常規(guī)分子篩孔徑過小的限制，將孔徑從微孔擴(kuò)展到介孔領(lǐng)域；且介孔SiO2表面存有大量的羥基，易于對(duì)其進(jìn)行改性。本論文旨在制備出介孔SiO2和氨基化的介孔SiO2分子篩，并將制備出的

2、分子篩添加至聚酰胺反滲透復(fù)合膜中以改善聚酰胺反滲透復(fù)合膜的性能。
　　 以十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)為模板劑，正硅酸乙酯(TEOS)為硅源，甲醇為共溶劑，氫氧化鈉為催化劑，采用水熱法制備出具有粒徑單一分散特性的不同大小、高度有序的介孔SiO2球形顆粒。考察了體系中CTAC濃度、TEOS濃度、甲醇的比率和溫度等條件對(duì)球形SiO2粒徑及分散性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在溫度為25℃時(shí)，CTAC的濃度為0.024mol/L、 TEO

3、S的濃度為0.0096mol/L、甲醇比率為0.50時(shí)，制備的介孔SiO2分散性最好、粒徑較均勻。合成的單分散球形SiO2具有有序的六方相介孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積。
　　 以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和TEOS為硅源，采用共縮聚法制備出了單一分散的氨基化介孔SiO2球形顆粒。結(jié)果表明，當(dāng)APTES的添加量小于15％時(shí)，合成的球形顆粒具有較好的分散性。分析結(jié)果表明，氨基成功的導(dǎo)入到介孔SiO2顆粒中，并且合成的球形顆粒具

4、有較大的孔徑和比表面積。
　　 將制備的介孔SiO2及氨基化介孔SiO2球形顆粒添加到聚酰胺的表面薄層中，對(duì)聚酰胺反滲透復(fù)合膜進(jìn)行摻雜改性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)改性后的膜通量得到了明顯的提高。通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了反滲透復(fù)合膜的表面和斷面結(jié)構(gòu)，并結(jié)合能量彌散光譜(EDS)得到膜的組成元素種類及含量。結(jié)果表明膜的表面呈峰谷結(jié)構(gòu)；加入的球形顆粒分散在膜表面；EDS驗(yàn)證了改性后的膜皮層中含有介孔SiO2顆粒和氨基化的介孔SiO2顆粒。