以PAMAM/TMC为单体的复合纳滤膜制备及其在油田采出水处理中的应用
发布时间：2020-12-06 15:02
以聚砜超滤膜为基膜,通过聚酰胺-胺（PAMAM,G0）与均苯三甲酰氯（TMC）的界面聚合反应制备了复合纳滤膜.通过正交实验优化了纳滤膜的制备条件,并通过傅里叶变换红外光谱仪（FTIR-ATR）、场发射扫描电镜（FESEM）进行膜表面结构及形貌分析,测试了纳滤膜的盐截留能力.结果表明:纳滤膜制备条件确定为聚酰胺-胺（PAMAM,G0）浓度为0.25%,均苯三甲酰氯（TMC）浓度为0.3%,界面聚合时间为90s,热处理温度为80℃,热处理时间15min.界面聚合后在超滤膜表面形成了一层致密的聚酰胺（PA）活性皮层,所制得的复合纳滤膜盐截留顺序为Na2SO4>MgSO4>MgCl2>NaCl,表明纳滤膜表面带有负电荷.纳滤膜处理采油废水时,存在过滤初期的通量快速下降、随后的缓慢下降以及最后的通量稳定3个阶段,且压力为0.7 MPa,0.9 MPa和1.1 MPa时所对应的通量由10L/（m2·h）逐渐升高到22L/（m2·h）,其对采油废水的盐...
【文章来源】：膜科学与技术. 2017年04期 第100-106页 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１超滤底膜和ＮＦ０纳滤膜的ＦＴＩＲ－ＡＴＲ光谱Ｆｉｇ．１ＦＴＩＲ－ＡＴＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅＰＳｆｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄ
第４期金丽梅等：以ＰＡＭＡＭ／ＴＭＣ为单体的复合纳滤膜制备及其在油田采出水处理中的应用·１０３·处存在Ｎ—Ｈ的伸缩振动峰，表明通过界面聚合反应，在超滤膜表面形成了聚酰胺（ＰＡ）活性皮层．图１超滤底膜和ＮＦ０纳滤膜的ＦＴＩＲ－ＡＴＲ光谱Ｆｉｇ．１ＦＴＩＲ－ＡＴＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅＰＳｆｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄＮＦ０ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍｅｍｂｒａｎｅ２．４复合纳滤膜的结构形态图２表示了界面聚合前后ＰＳｆ超滤膜和形成的复合纳滤膜的表面形态及其断面结构的扫描电镜（ＦＥＳＥＭ）图．从图（ａ）超滤膜ＰＳｆ的扫描电镜图中可以看到在５０００倍下膜表面有不少极微小的突起，而经过界面聚合之后，由图（ｂ）可见ＮＦ０纳滤膜表面均匀一致，说明经界面聚合后在超滤膜表面确实形成了一层新的ＰＡ层．由图（ｃ），所制备的纳滤膜侧面图的表征结果表明：经过界面聚合后，可以观察到ＮＦ０纳滤膜表面生成了超薄的表皮层结构，其厚度约为０．８μｍ左右，这一超薄功能层对于纳滤的分离起到了主要作用．由于纳滤膜具有较薄且致密的表面层和非对称的多孔支撑层，故而使该膜在较低压力下具较高的分离能力．图２聚砜底膜和纳滤膜的场发射扫描电镜图Ｆｉｇ．２ＳＥＭｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄＮＦｍｅｍｂｒａｎｅ２．５复合纳滤膜的盐分离性能为测定纳滤膜的盐分离性能，分别选用４种盐Ｎａ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ进行测试，其浓度均为２０００ｍｇ／Ｌ，上述盐溶液的初始
较高的分离能力．图２聚砜底膜和纳滤膜的场发射扫描电镜图Ｆｉｇ．２ＳＥＭｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄＮＦｍｅｍｂｒａｎｅ２．５复合纳滤膜的盐分离性能为测定纳滤膜的盐分离性能，分别选用４种盐Ｎａ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ进行测试，其浓度均为２０００ｍｇ／Ｌ，上述盐溶液的初始电导率分别为２．２６，１．９８，３．７０和３．０８ｍＳ／ｃｍ，测试压力为０．５ＭＰａ，实验结果如图３所示．由图３可见，所制备膜的盐截留顺序为Ｎａ２ＳＯ４＞ＭｇＳＯ４＞ＭｇＣｌ２＞ＮａＣｌ，即该膜对ＳＯ４２－离子的截留率远高于其它负电粒子，表明该膜具有明显的负电特征．对于Ｍｇ２＋而言，由于其带正电荷且与膜表面具有较强的结合能力，它被膜表面吸附后会引起膜表面电荷向正电方向变化，从而减弱膜与ＳＯ４２－的排斥力，故此时纳滤膜对ＭｇＳＯ４的截留率会略小于膜对Ｎａ２ＳＯ４的截留率．并且，从以上结果可以看出，膜对电解质的截留能力不仅与其分子大小相关，另外还与膜与溶质间的静电排斥相关．从通量上看，膜对各种盐类的通量影响不大，均在１２～１４Ｌ／（ｍ２·ｈ）左右．图３纳滤膜对不同盐离子的分离效果Ｆｉｇ．３Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｌｔｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍｅｍｂｒａｎｅ２．６复合纳滤膜对油田采出水的处理效果油田３次采油废水原水取自大庆油田采油二厂聚南２－２处理站经过重力沉降、混凝气涪生物接触
【参考文献】：
期刊论文
[1]油田采出水膜精细过滤技术研究进展[J]. 范昕. 广东化工. 2015(05)
[2]基于树状分子聚酰胺-胺（PAMAM）的复合纳滤膜制备及性能研究[J]. 金丽梅,于水利,时文歆,衣雪松,孙楠,王硕,马聪. 高校化学工程学报. 2012(06)
[3]化学工业污水处理综述[J]. 成小娟,朱倩倩,黄凤,何先勇,徐宏. 广东化工. 2010(05)
[4]聚哌嗪酰胺复合纳滤膜制备及其性能表征[J]. 高爱环,刘金盾,张浩勤,刘海霞,方文骥. 高校化学工程学报. 2004(01)
硕士论文
[1]油田含油污水处理及回用技术[D]. 蔡钊荣.中国海洋大学 2006
本文编号：2901573
【文章来源】：膜科学与技术. 2017年04期 第100-106页 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１超滤底膜和ＮＦ０纳滤膜的ＦＴＩＲ－ＡＴＲ光谱Ｆｉｇ．１ＦＴＩＲ－ＡＴＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅＰＳｆｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄ
第４期金丽梅等：以ＰＡＭＡＭ／ＴＭＣ为单体的复合纳滤膜制备及其在油田采出水处理中的应用·１０３·处存在Ｎ—Ｈ的伸缩振动峰，表明通过界面聚合反应，在超滤膜表面形成了聚酰胺（ＰＡ）活性皮层．图１超滤底膜和ＮＦ０纳滤膜的ＦＴＩＲ－ＡＴＲ光谱Ｆｉｇ．１ＦＴＩＲ－ＡＴＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅＰＳｆｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄＮＦ０ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍｅｍｂｒａｎｅ２．４复合纳滤膜的结构形态图２表示了界面聚合前后ＰＳｆ超滤膜和形成的复合纳滤膜的表面形态及其断面结构的扫描电镜（ＦＥＳＥＭ）图．从图（ａ）超滤膜ＰＳｆ的扫描电镜图中可以看到在５０００倍下膜表面有不少极微小的突起，而经过界面聚合之后，由图（ｂ）可见ＮＦ０纳滤膜表面均匀一致，说明经界面聚合后在超滤膜表面确实形成了一层新的ＰＡ层．由图（ｃ），所制备的纳滤膜侧面图的表征结果表明：经过界面聚合后，可以观察到ＮＦ０纳滤膜表面生成了超薄的表皮层结构，其厚度约为０．８μｍ左右，这一超薄功能层对于纳滤的分离起到了主要作用．由于纳滤膜具有较薄且致密的表面层和非对称的多孔支撑层，故而使该膜在较低压力下具较高的分离能力．图２聚砜底膜和纳滤膜的场发射扫描电镜图Ｆｉｇ．２ＳＥＭｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄＮＦｍｅｍｂｒａｎｅ２．５复合纳滤膜的盐分离性能为测定纳滤膜的盐分离性能，分别选用４种盐Ｎａ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ进行测试，其浓度均为２０００ｍｇ／Ｌ，上述盐溶液的初始
较高的分离能力．图２聚砜底膜和纳滤膜的场发射扫描电镜图Ｆｉｇ．２ＳＥＭｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄＮＦｍｅｍｂｒａｎｅ２．５复合纳滤膜的盐分离性能为测定纳滤膜的盐分离性能，分别选用４种盐Ｎａ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ进行测试，其浓度均为２０００ｍｇ／Ｌ，上述盐溶液的初始电导率分别为２．２６，１．９８，３．７０和３．０８ｍＳ／ｃｍ，测试压力为０．５ＭＰａ，实验结果如图３所示．由图３可见，所制备膜的盐截留顺序为Ｎａ２ＳＯ４＞ＭｇＳＯ４＞ＭｇＣｌ２＞ＮａＣｌ，即该膜对ＳＯ４２－离子的截留率远高于其它负电粒子，表明该膜具有明显的负电特征．对于Ｍｇ２＋而言，由于其带正电荷且与膜表面具有较强的结合能力，它被膜表面吸附后会引起膜表面电荷向正电方向变化，从而减弱膜与ＳＯ４２－的排斥力，故此时纳滤膜对ＭｇＳＯ４的截留率会略小于膜对Ｎａ２ＳＯ４的截留率．并且，从以上结果可以看出，膜对电解质的截留能力不仅与其分子大小相关，另外还与膜与溶质间的静电排斥相关．从通量上看，膜对各种盐类的通量影响不大，均在１２～１４Ｌ／（ｍ２·ｈ）左右．图３纳滤膜对不同盐离子的分离效果Ｆｉｇ．３Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｌｔｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｍｅｍｂｒａｎｅ２．６复合纳滤膜对油田采出水的处理效果油田３次采油废水原水取自大庆油田采油二厂聚南２－２处理站经过重力沉降、混凝气涪生物接触
【参考文献】：
期刊论文
[1]油田采出水膜精细过滤技术研究进展[J]. 范昕. 广东化工. 2015(05)
[2]基于树状分子聚酰胺-胺（PAMAM）的复合纳滤膜制备及性能研究[J]. 金丽梅,于水利,时文歆,衣雪松,孙楠,王硕,马聪. 高校化学工程学报. 2012(06)
[3]化学工业污水处理综述[J]. 成小娟,朱倩倩,黄凤,何先勇,徐宏. 广东化工. 2010(05)
[4]聚哌嗪酰胺复合纳滤膜制备及其性能表征[J]. 高爱环,刘金盾,张浩勤,刘海霞,方文骥. 高校化学工程学报. 2004(01)
硕士论文
[1]油田含油污水处理及回用技术[D]. 蔡钊荣.中国海洋大学 2006
本文编号：2901573
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