層層組裝界面聚合制備聚酰胺復(fù)合正滲透膜研究.pdf

1、正滲透（Forward osmosis，F(xiàn)O）技術(shù)作為一種新型膜分離技術(shù)，在污水深度處理領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力，正滲透膜的制備是正滲透技術(shù)研究的熱點。本研究通過相轉(zhuǎn)化法制備出粗糙度較低、滲透通量較高的聚丙烯腈（PAN）支撐層，在支撐層表面考察界面聚合的次數(shù)和碳納米管濃度對所制備復(fù)合正滲透膜性能的影響，以提高正滲透膜的分離性能，并采用復(fù)合正滲透膜對二沉池出水的深度處理效果進(jìn)行了探討，論文結(jié)果可為城市污水的深度處理提供技術(shù)參考。
　　

2、首先，利用相轉(zhuǎn)化法制備聚丙烯腈（PAN）基膜，對其堿性水解后，分別置于聚乙烯亞胺（PEI）、聚丙烯酸（PAA）溶液中，進(jìn)行接枝反應(yīng)制得 PAN-PEI/PAA支撐層。分別采用掃描電鏡、原子力顯微鏡進(jìn)行表面形貌分析，傅里葉紅外光譜、Zeta電位、接觸角和拉伸強(qiáng)度對支撐層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并測的支撐層純水通量為175.2 L/m2·h。
　　其次，采用層層組裝技術(shù)對界面聚合法進(jìn)行優(yōu)化，考察界面聚合次數(shù)對聚酰胺復(fù)合膜結(jié)構(gòu)性能的影響。分析可知

3、：隨著界面聚合次數(shù)的增加，活性分離層致密性逐漸增加，粗糙度逐漸增大；接觸角、Zeta電位逐漸降低，機(jī)械性能逐漸增強(qiáng)；分離性能測試可知，隨著界面聚合次數(shù)的增加，反滲透水通量逐漸減小，鹽截留率（R）逐漸增大，F(xiàn)O水通量（Jw）和鹽逆向通量（Js）均逐漸降低，但鹽逆向通量與水通量比（Js/Jw）呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。結(jié)果表明二次界面聚合所制備的復(fù)合膜的正滲透性能最好，Jw達(dá)到16.97L/m2·h，Js為6.02 g/m2·h，Js/Jw為

4、0.35 g/L。
　　再次，為改善正滲透膜的性能，將碳納米管（CNTs）添加至復(fù)合膜活性分離層中，考察正滲透膜性能的變化。研究可知：隨著CNTs濃度的增加，活性分離層出現(xiàn)絮狀物質(zhì)且逐漸增多，粗糙度逐漸增大；紅外分析和XPS分析表明CNTs成功嵌入正滲透膜活性分離層中；親水性能隨著CNTs含量的增加而增大。采用正滲透測試裝置對復(fù)合正滲透膜的分離性能進(jìn)行分析可知，隨著CNTs濃度的增大，水通量值隨之增大。當(dāng)CNTs的濃度為0.2 w

5、t%時，制備正滲透膜的分離性能較好，Js可以達(dá)到25.14 L/m2·h，Jw為8.64 g/m2·h，Js/Jw值為0.37 g/L，CNTs添加量為0.2 wt%條件下制備的正滲透膜與三種商業(yè)膜（CTA-ES、TFC-ES、CTA-NW）進(jìn)行對比，可知制備的正滲透膜在短時間運行條件下，水通量和正滲透分離性能均優(yōu)于三種商業(yè)膜。
　　最后，考察二次界面聚合制備的正滲透膜（TFC）、加入碳納米管后正滲透膜（TFN）對二沉池出水中污染