共價層層自組裝納濾膜的制備及性能研究.pdf

1、層層自組裝納濾膜通常是通過陰陽離子聚電解質(zhì)的靜電作用制備的,所制備納濾膜多為5個雙層以上,制備過程較煩瑣。同時,由于以靜電力結(jié)合的陰陽離子聚電解質(zhì)在水中存在一定程度的解離和溶脹,因而不穩(wěn)定。增強膜穩(wěn)定性是自組裝納濾制備的一個重要研究方向。
　　本文利用層層自組裝技術(shù),通過靜電組裝與化學(xué)交聯(lián)相結(jié)合制備出了共價自組裝納濾膜。首先在多孔超濾基膜上通過靜電結(jié)合力交替組裝聚乙烯亞胺(PEI)和聚丙烯酸(PAA),組裝了一個雙層后,將此聚合物

2、膜浸入戊二醛(GA)中,使PEI中的伯胺與 GA中的醛基發(fā)生脫水縮合反應(yīng),生成希夫堿;同時,PEI中的仲胺與戊二醛中的醛基發(fā)生親核反應(yīng),形成仲醇。重復(fù)上述操作,制備了雙層共價交聯(lián)膜。利用原子力顯微鏡(AFM),掃描電鏡(SEM),紅外全反射(ATR-FTIR)等方式對多層膜進行表征,并考察了膜的分離性能、穩(wěn)定性能以及抑菌性能。
　　首先研究了組裝膜過程中各因素對膜性能的影響,研究表明:0.4％ PEI(含0.5M NaCl)和0.

3、25% PAA靜電沉積15min后,放1% GA中交聯(lián)1個小時,所制備的(PEI/PAA/GA)2在1.0MPa對 Na2SO4的截留率達到98.13%,通量為12.64 L?m-2?h-1;對 NaCl的截留率達到82.89%,通量為16.78 L?m-2?h-1。而 PEI和 PAA通過靜電作用自組裝制備的納濾膜(PEI/PAA)5在比共價自組裝膜多3個雙層的情況下,對 Na2SO4的截留率為91.74%,通量為18.24 L?m-

4、2?h-1;對 NaCl的截留率為29.78%,通量為26.47 L?m-2?h-1?；瘜W(xué)交聯(lián)大大縮短了制膜步驟,減少了膜的雙層數(shù),同時制備的膜具有很好的分離性能。SEM表示自組裝共價雙層膜表面孔已經(jīng)基本上被覆蓋,且膜表面比較均勻;AFM顯示膜的粗糙度隨雙層數(shù)的增加而增大。但通過 GA交聯(lián)后,其粗糙度較交聯(lián)前減小,有利于膜的抗污染性。
　　其次研究了雙層共價交聯(lián)膜的各種性能,考察了操作壓力、操作溫度、料液pH值操作條件對所制備的復(fù)