支撑膜结构对聚酰胺复合膜分离性能的影响
本文选题:聚酰胺复合膜 切入点:支撑膜 出处:《天津大学》2015年硕士论文
【摘要】:界面聚合法制备的聚酰胺复合膜被广泛应用于反渗透和纳滤过程。聚酰胺复合膜由超薄皮层及多孔支撑层两部分组成,其性能可通过对皮层与支撑层的优化来提升。一般认为,皮层决定膜的透过分离性能,支撑层除了起机械支撑作用外,还对皮层的形成以及复合膜的性能有重要影响。通过调控支撑膜的表面性质、孔结构和机械强度均可进一步提升复合膜性能。本文对调控支撑膜结构和性质来优化聚酰胺复合膜性能,以及支撑膜影响复合膜皮层形成和复合膜性能的机理进行了研究。采用共混法,以聚醚砜(PES)为膜材料,以聚苯胺(PANI)为添加剂,通过浸没沉淀法制备聚醚砜/聚苯胺支撑膜,并在支撑膜上界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜。实验考察了聚醚砜/聚苯胺支撑膜的表面孔径、孔隙率、亲水性和通量变化,并研究了聚醚砜/聚苯胺支撑膜对复合膜皮层结构和分离性能的影响。结果显示,PANI的添加提高了支撑膜的表面孔径、孔隙率,改善了膜面亲水性,优化了支撑膜的结构和性质。支撑膜的性质影响界面聚合过程中单体的扩散及反应的进行,进而改变聚酰胺皮层的厚度及交联度。随着支撑膜中聚苯胺添加量的增加,复合纳滤膜的皮层厚度先降低后增加,皮层的交联度先增加后降低。在0.6MPa下,复合纳滤膜PA/PES/PANI-0.2的通量达到95.3 L·m-2·h-1,MgSO4的截留率达到94.9%。相比于PES支撑膜,PES/PANI-0.2支撑膜制备的纳滤膜通量提高101%,对MgSO4截留率提升了5.1%。采用制膜工艺参数优化法,调节铸膜液中聚砜浓度和非溶剂含量,通过浸没沉淀法制备海绵状结构的聚砜支撑膜,并在支撑膜上界面聚合法制备聚酰胺复合反渗透膜。分别对支撑膜及复合反渗透膜结构和性能进行表征,考察聚砜浓度对支撑膜结构和性能的影响,以及不同结构支撑膜对复合反渗透膜结构和性能的影响。结果显示,随着聚砜浓度的增加,聚砜支撑膜的表面孔径、表面孔隙率以及整体孔隙率下降,断面结构变致密,耐压性增强,纯水通量下降。在不同结构支撑膜上制备的复合反渗透膜具有不同的通量和脱盐率。综合考虑,以聚砜浓度为15%制备的海绵状支撑膜更适于作为制备复合反渗透膜的支撑层。
[Abstract]:The polyamide composite membrane prepared by interfacial polymerization is widely used in reverse osmosis and nanofiltration process. The polyamide composite membrane consists of two parts: ultrathin layer and porous support layer, and its performance can be improved by optimizing the layer and supporting layer. In addition to mechanical support, the supporting layer also has an important influence on the formation of the cortex and the properties of the composite membrane by regulating the surface properties of the supporting membrane. The pore structure and mechanical strength can further improve the performance of the composite membrane. The mechanism of the influence of the supporting membrane on the formation of the composite membrane cortex and the properties of the composite membrane was studied. Polyethersulfone / Polyaniline supported membrane was prepared by immersion precipitation method with polyethersulfone (PES) as the membrane material and Polyaniline (pan) as the additive. The polyamide composite nanofiltration membrane was prepared by interfacial polymerization on the supporting membrane. The surface pore size, porosity, hydrophilicity and flux of polyethersulfone / Polyaniline supported membrane were investigated. The effects of polyether sulfone / Polyaniline support membrane on the structure and separation properties of the composite membrane were studied. The results showed that the addition of pani increased the surface pore size, porosity and hydrophilicity of the membrane. The structure and properties of the supporting membrane were optimized. The properties of the supporting membrane affected the monomer diffusion and reaction during the interfacial polymerization, and then changed the thickness and crosslinking degree of the polyamide layer. With the increase of the amount of Polyaniline in the supporting film, The cortical thickness of composite nanofiltration membrane first decreased and then increased, and the degree of cortical crosslinking increased first and then decreased. The flux of composite nanofiltration membrane PA/PES/PANI-0.2 reached 95.3 L m -2 h-1 h -1 MgSO 4 retention rate of 94.90.Compared with that of PES support membrane PES / PANI-0.2 support membrane, the flux of nanofiltration membrane increased 101%, and the rejection rate of MgSO4 increased 5.1%. The polysulfone supporting membrane with spongy structure was prepared by immersion precipitation method by adjusting the concentration of polysulfone and the content of non-solvent in casting solution. Polyamide composite reverse osmosis membrane was prepared by interfacial polymerization on the supporting membrane. The structure and properties of the supporting membrane and the composite reverse osmosis membrane were characterized, and the effects of the concentration of polysulfone on the structure and properties of the supporting membrane were investigated. The results show that with the increase of the concentration of polysulfone, the surface pore size, surface porosity and overall porosity of the membrane decrease, and the cross section structure becomes denser. The composite reverse osmosis membrane prepared on the membrane with different structure has different flux and desalination rate. The spongy supporting membrane with 15% polysulfone concentration is more suitable for preparing composite reverse osmosis membrane.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ051.893
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 邹本雪;张雄福;刘海鸥;王同华;王金渠;王安杰;;新型炭基-沸石复合膜材料的合成研究进展[J];现代化工;2005年S1期
2 武春瑞;张守海;杨大令;蹇锡高;;耐高温复合膜的制备及在废水处理中的尝试[J];高分子材料科学与工程;2007年01期
3 康启来;;复合膜检测的取样技巧[J];印刷世界;2007年02期
4 兰俊杰;马莺;;高直链玉米淀粉基复合膜的制备[J];高分子材料科学与工程;2008年12期
5 王振成;张海滨;金伟;;炭/硅复合膜的制备与表征[J];中国高新技术企业;2008年04期
6 李新利;蒋炜;梁斌;;钯铜复合膜透氢性和稳定性研究进展[J];化工进展;2008年07期
7 邱增英;钟世安;;烟酸分子印迹复合膜的制备及其分离性能研究[J];化学学报;2010年03期
8 李小瑞;沈一丁;李刚辉;赖小娟;;疏水化淀粉基复合膜的制备及性能[J];高分子材料科学与工程;2010年05期
9 毛庆辉;毛志平;;酚酞型聚芳醚砜/蛭石复合膜的制备与性能[J];东华大学学报(自然科学版);2010年05期
10 何群华;;碱醇体系下铝塑复合膜的铝塑分离研究[J];广州化工;2010年12期
相关会议论文 前10条
1 邱礼平;资名扬;胡碧君;温其标;;天然高分子复合膜的制备及性能研究[A];“食品加工与安全”学术研讨会暨2010年广东省食品学会年会论文集[C];2010年
2 刘富;左丹英;操建华;朱宝库;徐又一;;有机/无机支撑复合膜的制备与应用[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
3 刘庆岭;王同华;张志国;梁长海;郭洪臣;邱介山;曹义鸣;;新型炭/T型分子筛复合膜材料的设计、制备及应用[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
4 李安武;熊国兴;谷景华;郑禄彬;;金属陶瓷复合膜的制备[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
5 范晓丹;张襄楷;徐廷献;;烟气脱硫用γ-Al_2O_3复合膜的制备与表征[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
6 雷启福;钟世安;杜邵龙;彭密军;周春山;;分子印迹复合膜的合成及其拆分性能研究[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
7 朱丹;徐海生;王斌;杨昌正;;氧化铝-高分子多孔复合膜[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
8 许振良;;分子印迹复合膜制备及其手性药物分离的研究[A];第五届全国医药行业膜分离技术应用研讨会论文集[C];2012年
9 苗睿瑛;方勇;唐玲;李建玲;王新东;;直接甲醇燃料电池用离子液体复合膜的制备及性能研究[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
10 宋玉军;孙斌;孙本惠;亨利·劳伦斯;;用界面聚合法制备结构与性能可控的超薄复合膜的成膜机理(英文)[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
相关重要报纸文章 前10条
1 铝包;复合膜在我国医药软包装中的应用[N];中国包装报;2005年
2 孙志明;复合膜质量控制[N];中国包装报;2008年
3 林其水;复合膜生产中两种常见问题的分析处理[N];中国包装报;2008年
4 罗小明;2010软包装复合膜加工技术交流会在庵埠结束[N];中国包装报;2010年
5 孙平;生产复合膜应关注环保[N];中国包装报;2003年
6 巩海江 赵佩星 鹿晓红;广生药用铝箔复合膜项目昨日竣工投产[N];晋中日报;2010年
7 科讯;药品包装用复合膜的发展趋势[N];中国包装报;2003年
8 川文;复合膜生产工艺日趋完善[N];中国包装报;2004年
9 李;山东全面推行食盐复合膜小包装[N];中国包装报;2002年
10 晓英;药品包装的机器视觉检测技术[N];中国包装报;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 叶会见;TDPA改性BaTiO_3/PVDF介电复合材料的储能及电子辐照损伤行为[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 董峰;基于果蔬包装的纳米纤维素/壳聚糖复合膜的制备、性能及应用[D];东北林业大学;2015年
3 王连军;聚酰胺—聚醚嵌段共聚物平板复合膜的研究[D];大连理工大学;2015年
4 林志峰;无机及有机材料复合膜对碳钢腐蚀行为的影响[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
5 武春瑞;杂萘联苯聚醚酰胺超滤膜及其复合膜的研究[D];大连理工大学;2006年
6 张宇峰;超低压高通量聚哌嗪均苯三甲酰胺/聚砜纳滤复合膜的研究[D];天津工业大学;2004年
7 魏菊;杂萘联苯聚醚砜酮超滤膜及其复合膜的研究[D];大连理工大学;2007年
8 马静;生物粘合启发下渗透蒸发复合膜的制备与酯化反应强化[D];天津大学;2010年
9 王明明;抗氧化耐酸分离CO_2膜制备及性能研究[D];天津大学;2012年
10 刘安然;导电高分子复合膜材料及其电化学器件[D];清华大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 王丽英;玉米醇溶蛋白修饰细菌纤维素基复合膜材料的制备及其应用研究[D];华南理工大学;2015年
2 张汉泉;亲水性陶瓷复合膜的制备及其分离性能研究[D];华南理工大学;2015年
3 王孝丽;Ag基透明导电复合膜的制备及性能研究[D];山东建筑大学;2015年
4 闫美玲;无水磷酸法制备纳米纤维素及乙酰化改性[D];东北林业大学;2015年
5 吴艳;聚乳酸/聚己内酯/百里香酚复合膜的制备与性能研究[D];昆明理工大学;2015年
6 刘瑞麟;纳米TiO_2/Ag~+/壳聚糖膜制备及保鲜性能研究[D];东北林业大学;2015年
7 张华超;壳聚糖/牛蒡提取液复合膜制备及应用[D];东北林业大学;2015年
8 朱军勇;高通量、耐污染荷电纳滤复合膜制备及其脱盐性能研究[D];郑州大学;2015年
9 林长生;SiO_2/Al_2O_3/PET复合膜的制备及其透湿性能研究[D];湖南工业大学;2015年
10 吕惠玲;聚苯胺/氧化钨复合膜的制备及其在中性介质中的电化学活性研究[D];南京理工大学;2015年
,本文编号:1676103
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/1676103.html