纳米纤维基纳滤膜的制备及关键因素探讨

发布时间：2021-01-08 03:22

　　随着工业的全球化,导致水污染严重,对水资源的需求越来越大,目前解决水资源问题最好的办法是污水回收利用和海水淡化,相对于传统的海水淡化及污水处理,膜分离技术具有高效环保节能等优势。膜分离技术核心为纳滤膜和反渗透膜。制备出高通量高截留率纳滤膜具有重要意义。PVA-co-PE纳米纤维的大批量生产,同时其具有良好的亲水性和生物相容性,在水处理方面具有巨大的潜力。本课题利用活性单体间苯二胺和均苯三甲酰氯通过界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜。主要探究影响纳滤膜的关键因素,通过接触角（CA）、傅里叶红外（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱仪（XPS）和采用硫酸钠的过滤性能等来表征聚酰胺复合纳滤膜的效果。本课题实验的操作压强为30 psi,硫酸钠的浓度为100 ppm,通过膜通量测试仪和等离子体光谱仪表征其通量和截留率。本课题首先探究了在水相溶液中加入助溶剂尿素以提高其通量,本实验中测试了复合聚酰胺膜的红外,在1700 cm^-1左右处出现了C=O的吸收振动特殊峰,1550 cm^-1处出现酰胺特殊峰,通过SEM、AFM分析,... 

【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

界面聚合法制备复合膜的示意图

图 1.2 MPD 和 TMC 通过界面聚合制得芳香聚酰胺当两相接触时水相 MPD 向有机相扩散，有机相 TMC 从油相向水相扩散，MPD 能够在有机相中溶解，TMC 在水相不易溶解，主要是 MPD 游离到有机相中接触油相单体 TMC 碰撞产生反应[57]。界面聚合反应分成两个进程：(1)MPD和 TMC 活性单体的扩散(2)在有机相中 MPD 分子与 TMC 发生界面聚合反应。迅速形成聚酰胺薄膜层， MPD 分子必须越过此功能层才能进行反应，但是功能层厚度逐渐增加，导致 MPD 通过薄膜扩散的速度逐渐降低[58]。聚酰胺薄膜反应到达终点时，MPD 的扩散被抑制，反应停止。界面聚合法制备复合膜特点如下[59-62]：(1)发生反应速度极快。参加反应的单体都是活性很高的单体，能够在几秒至几十秒之内就可以完成反应生成致密的薄膜功能层；(2)反应条件相当温和。通常在室温下进行，形成相对分子质量为几十万的大分子，其是缩聚反应的产物；(3)两种单体的原料配比很随意。加入原料比例与反应所需官能团比例差别很大,但是生成聚合物相对分子量差别很小。如果要得到不同厚度的功能层就要通过改变两种溶液的单体浓度；(4)反应具有自抑制停止性。水相中活泼单体和油相中活泼单体参加反应时，在界面处生成致

图 3.1 商业膜接触角.1 为商业膜接触角，图中 a，b，c 分别为汇通、陶氏、世韩三触角。采用当水滴滴到复合纳滤膜 5 s 时测量其接触角。汇通 47.44°，陶氏商业膜的接触角为 76.60°，世韩商业膜的可以看出选取的这三种商业膜的接触角有很大差别。汇通和角很接近，陶氏商业膜与它们区别很大，陶氏商业膜接触角比水性基团少，汇通和世韩含亲水性基团多，它们所带基团比例反应的物质可能不同，处理方式上也有差异。


本文编号：2963809