基于聚酰胺纳米簇成膜机制的特种反渗透膜制备研究

发布时间：2021-06-30 18:38

　　基于界面聚合法制备的聚酰胺薄膜复合反渗透膜是膜分离技术中的重要组成部分,高性能反渗透膜和特种反渗透膜是未来反渗透膜的主要发展方向。然而,聚酰胺反渗透膜的成膜机制、结构演化和分离机制尚未全面解析,从而为高性能和特种反渗透膜的开发带来困难,导致其在化工过程分离中的应用受限。本论文从聚酰胺纳米簇的维度出发,系统研究了基于界面聚合法制备的聚酰胺膜的纳米簇成膜机制、结构演化和分离机制。并在聚酰胺纳米簇成膜机制的基础上,选取了与刚性、网状、亲水性聚酰胺高分子性质相反的柔性、链状、疏水性聚异丁烯高分子为有机相添加剂,原位互穿到聚酰胺纳米簇中,调控聚酰胺纳米簇的物理化学异质性,增强聚酰胺膜的选择分离性能和结构稳定性,实现了特种反渗透膜的制备和应用。首先以半芳香聚酰胺膜为研究对象,发现了半芳香聚酰胺膜具有“成核（簇）-继续生长”两阶段成膜过程。第一阶段,一定浓度比例的哌嗪和均苯三甲酰氯迅速聚合成分子量较小的聚酰胺纳米簇（<10 nm）,聚酰胺纳米簇水平排列彼此靠近闭合成连续界面形成初生态半芳香聚酰胺膜。第二阶段,扩散速率减缓的哌嗪和附着在初生态膜表面有机相薄层中的均苯三甲酰氯进一步反应,促进聚酰胺... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：180 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

反渗透（RO）膜发展史[15]

浙江工业大学博士学位论文5图1-2聚酰胺（PA）薄膜复合（TFC）膜的制备示意图：（A）非对称支撑膜的制备；（B）复合膜的制备Figure1-2.SchematicdescriptionofpreparationofPATFCmembrane:(A)preparationofasymmetricsupportmembrane;(B)preparationofcompositemembrane图1-3聚酰胺（PA）反渗透（RO）膜的结构示意图Figure1-3.SchematicofstructureofPAROmembrane具有物理化学异质性脱盐层和异质非对称结构的PATFC反渗透之所以比具有同质非对称结构的CA膜更具优势，并能成为目前应用最广泛的商品化反渗透膜，其主要是因为：①PATFC反渗透膜的脱盐层和多孔支撑膜材料按其功能可以分别进行可控制备，可以通过调节脱盐层的物理化学异质性来调节水通量和目标溶质的截留率以满足不同的使用需求，也可以通过调节支撑层的孔隙率、孔结

浙江工业大学博士学位论文5图1-2聚酰胺（PA）薄膜复合（TFC）膜的制备示意图：（A）非对称支撑膜的制备；（B）复合膜的制备Figure1-2.SchematicdescriptionofpreparationofPATFCmembrane:(A)preparationofasymmetricsupportmembrane;(B)preparationofcompositemembrane图1-3聚酰胺（PA）反渗透（RO）膜的结构示意图Figure1-3.SchematicofstructureofPAROmembrane具有物理化学异质性脱盐层和异质非对称结构的PATFC反渗透之所以比具有同质非对称结构的CA膜更具优势，并能成为目前应用最广泛的商品化反渗透膜，其主要是因为：①PATFC反渗透膜的脱盐层和多孔支撑膜材料按其功能可以分别进行可控制备，可以通过调节脱盐层的物理化学异质性来调节水通量和目标溶质的截留率以满足不同的使用需求，也可以通过调节支撑层的孔隙率、孔结

【参考文献】：
期刊论文
[1]Novel nanofiltration membranes with tunable permselectivity by polymer mediated phase separation in polyamide selective layer[J]. Zhuan Yi,Fa-dong Wu,Yong Zhou,Cong-jie Gao.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(11)
[2]反渗透复合膜的发展[J]. 高从阶,鲁学仁,张建飞,鲍志国.  膜科学与技术. 1993(03)

博士论文
[1]复合反渗透膜的表面形貌与性能关系及性能强化研究[D]. 段美荣.天津大学 2011
[2]高性能反渗透复合膜及其功能单体制备研究[D]. 周勇.浙江大学 2006



本文编号：3258273