荷负电强化纳滤膜的制备及其应用研究

发布时间：2021-06-17 13:49

　　纳滤作为一种可操作性强,适应性较高的新型分离技术,越来越广泛地应用于人类生产生活中的各个方面,如污水处理,饮用水纯化,产物提纯等。现有的商业纳滤膜多数基于胺类单体与酰氯类单体进行界面聚合反应制备而成,产品性能较稳定,可满足绝大多数的生产需求。然而此类纳滤膜存在的一个缺点是,随溶液p H值下降膜表面带电基团被质子化,纳滤膜的荷负电性能逐渐被削弱。本文提出将强酸性基团（-SO₃H）引入分离层中,藉以提高纳滤膜在低p H条件下的荷负电稳定性,使纳滤膜的应用范围得到进一步的拓宽。首先,论文将2,5-二氨基苯磺酸（DABSA）与哌嗪（PIP）共混,在超滤膜支撑层表面与TMC进行界面聚合反应制备出I型荷负电强化纳滤膜（NF-PD）,同时制备出等通量的哌嗪-聚酰胺纳滤膜（NF-P）。用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）,X射线光电子能谱（XPS）,zeta电位表征纳滤膜的表面形貌、化学组成和荷电性能,并进一步表征纳滤膜分离层孔径、渗透率以及盐分离性能等,最后系统性探究该纳滤膜在不同条件下对Na₂SO₄、Cr（VI）的分离性能。结果表... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

膜分离过程机理Fig1-1.Membraneseparationprocessmechanism

期将其正式命名为纳滤膜[9]。因反渗透与超滤之间存在较大的截留分子量空白，时至今日，学术界对纳滤的概念尚缺乏精确的定义，普遍认为纳滤膜孔径介于0.5-2nm之间，截留分子量在150-2000Da之间，对高价盐离子以及小分子有机物具有良好的去除效果[10]，然而现有的产品化纳滤膜截留分子量一般低于1000Da。纳滤膜渗透性较好，选择性强，操作压力较反渗透低，一般处于0.2-1.0MPa之间，大幅降低了其运行过程中的电耗成本。因此纳滤技术现已广泛应用于污水处理、海水淡化、饮用水软化、工业生产原料分离、生物分离等领域[11]。图1-2复合膜断面结构Fig1-2.Cross-sectionstructureofcompositemembrane目前对于纳滤膜材料及制备方法的研究较为流行，各学者已探索出丰富的制膜材料以及多种不同的膜制备方法，例如：L-S相转化、表面涂敷、层层自组装、热缩孔以及界面聚合法，各方法所制备纳滤膜结构也存在一定的差异。L-S相转化法操作简单，常用于超滤膜制备过程，但通过选用合适的材料，优化实验配方，改变凝固浴组成、温度等条件也能有效缩小膜孔径使其符合纳滤标准。Ba等使用聚酰亚胺P84通过相转化法成功制备出非对称结构纳滤膜，其断面结构类似于超滤膜，但皮层更加致密，膜孔径大幅缩小至纳滤膜范围内，该纳滤膜的NaCl(2gL-1)截留率可达50.9±5.1%，对高价重金属离子截留率也达到95%以上[12]。类似于L-S相转化，热缩孔法操作也较为简单，不同于单一的“热胀冷缩”原理，高分子材料在一定温度下产生内收缩应力，这种应力使高分子链段发生“解冻”从

浙江工业大学硕士学位论文14图2-1论文技术路线Fig2-1.Technicalrouteofthesis图2-2界面聚合反应单体及反应原理(a：DABSA；b：PIP；c：TMC)Fig2-2.Reactionmonomersforinterfacialpolymerizationandreactionmechanism(a:DABSA;b:PIP;c:TMC)

【参考文献】：
期刊论文
[1]Performance evaluation of polyamide nanofiltration membranes for phosphorus removal process and their stability against strong acid/alkali solution[J]. Yen Khai Chai,How Chun Lam,Chai Hoon Koo,Woei Jye Lau,Soon Onn Lai,Ahmad Fauzi Ismail.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(08)
[2]多巴胺辅助聚乙烯亚胺沉积交联的复合纳滤膜制备（英文）[J]. Pei-bin ZHANG,Cui-jing LIU,Jian SUN,Bao-ku ZHU,Li-ping ZHU.  Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2017(02)



本文编号：3235315