聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的制備與表征.pdf

1、反滲透已成為海水淡化和苦咸水脫鹽最經(jīng)濟的技術(shù)之一，但目前反滲透膜耐溶氧和余氯的能力較差。膜材料的氧化將直接導(dǎo)致膜性能衰竭，嚴(yán)重影響膜的使用壽命。雖然人們在新型抗氧化膜材料的合成和已有膜材料的改性方面取得了很好的成績，但很好的工業(yè)化產(chǎn)品并不多見。因而，要發(fā)展反滲透技術(shù)在海水及苦咸水脫鹽中的應(yīng)用，必須進(jìn)一步研究和開發(fā)更適用的膜材料及其成膜技術(shù)。本論文旨在制備非全芳香聚酰胺復(fù)合膜以改善和提高芳香聚酰胺膜的性能，并對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能表征。

2、 以間苯二胺、鹽酸氨基葡萄糖與均苯三甲酰氯為反應(yīng)物，采用界面聚合法在聚砜基膜上制備聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜。以脫鹽率和水通量為評價指標(biāo)，探索界面聚合的影響因素和膜性能之間的關(guān)系，確定較好的成膜條件。實驗中主要考察了界面聚合反應(yīng)中的水相單體配比、水相pH值、有機相濃度、反應(yīng)時間、后處理溫度及時間等成膜工藝條件對所制備膜分離性能的影響。實驗結(jié)果表明制備聚酯酰胺反滲透膜的最佳工藝條件為：正己烷為溶劑，pH=9～10，室溫下反應(yīng)45～60s。最佳

3、單體濃度為1.7％(w/w)間苯二胺、0.3﹪(w/w)鹽酸氨基葡萄糖和0.15％(w/w)均苯三甲酰氯。最佳后處理條件為30～40℃，12～15min。紅外光譜儀對所制備膜的化學(xué)組成進(jìn)行表征。掃描電子顯微鏡及原子力顯微鏡對所制備膜的結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行表征。紅外光譜分析表明聚酯酰胺膜表面有聚酰胺和聚酯的生成。掃描電鏡結(jié)果表明在聚砜基膜上復(fù)合了一層致密的活性層。原子力顯微鏡分析結(jié)果表明聚酯酰胺膜和聚酰胺膜表面均呈明顯的峰谷狀結(jié)構(gòu)，且聚酯酰胺膜

4、表面較聚酰胺膜表面光滑。 實驗中，還對制得的聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的脫鹽率、水通量、耐污染性和耐氯性等性能進(jìn)行測試。分別考察了操作壓力、操作溫度、電解質(zhì)濃度和電解質(zhì)種類等條件對聚酯酰胺反滲透膜分離性能的影響。通過腐殖酸模擬溶液的動態(tài)污染實驗(濃縮液全循環(huán)至進(jìn)料液)考察并對比了聚酯酰胺反滲透膜和聚酰胺反滲透膜在運行過程中的耐污染性能。用活性氯浸泡法和動態(tài)測試法考察膜的耐氯性能。結(jié)果表明，聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜在1．6MPa下水通量達(dá)到

5、27,4L·m<'-2>·h<'-1>以上，對2000mg·L<'-1>的NaCl、MgCl<,2>、Na<,2>O<,4>和Mg<,2>O<,4>等無機鹽的脫鹽率均在97.5％以上，對一價離子有較好的截留效果。根據(jù)聚酯酰胺反滲透膜和聚酰胺反滲透膜在腐殖酸模擬溶液中的運行情況可知，聚酯酰胺反滲透膜有較好的抗腐殖酸污染性。聚酯酰胺反滲透膜在有效氯處理量小于2700mg·L<'-1>·h時，膜的脫鹽率基本不變，水通量略有上升。聚酯酰胺反滲透