基于PIPD纳米纤维反渗透复合膜的耐氯性能研究

发布时间：2022-02-08 11:20

　　聚酰胺反渗透复合膜因优异的水通量和高效的脱盐率广泛应用于世界各地的商业海水淡化厂,但在实际的脱盐过程中存在不耐污染和易被活性氯敏化等问题,进而导致分离性能下降并大大缩短使用寿命。现有的改性方法主要集中在采用小分子物质通过界面聚合、化学接枝或组装的方式,接枝生长会给膜带来一定伤害,且大部分小分子不具有可逆循环耐氯性基团,无法解决膜在长期运行中性能明显下降的问题。本论文将具有可循环耐氯基团的PIPD纳米纤维和高度亲水性UIO-66与聚酰胺反渗透膜结合,制备一系列兼改性聚酰胺反渗透复合膜,对于提高膜的分离性能、耐氯耐污染性能的具有重要的理论及现实意义。采用溶胀-超声剥离法制备PIPD纳米纤维并研究其纳米化机制,探究超声频率、温度对纳米纤维尺寸的影响发现40 kHz为最适合的处理频率得到直径为200-500 nm的纳米纤维,通过加入强质子性酸促进PIPD微纤剥离,在甲磺酸加入量为50%（w/v%）时得到直径为100 nm-200 nm的纳米纤维且表面光滑无瑕疵。微波法制备得到粒径为100 nm-150 nm的UIO-66,粒径大小和所带电性都适合作为纳米材料改性聚酰胺反渗透复合膜。在上述研究基... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

界面聚合过程示意图

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文的原理，pH 和温度会影响三种形式（Cl2，HOCl 和 OCl-）的比碱性环境中，OCl-是主要的氧化物质。当 pH 从 9 降低到 7.4 时而 HOCl 的浓度增加直至 pH=7.4 时，HOCl 和 OCl 浓度相等。的浓度继续增加并且在 pH=5 时，HOCl 的浓度达到最大值。当始增加。因此可以得出结论，在中性 pH 下的主要氧化物质是于 4 时，Cl2更丰富[8]。分析温度对氯作为 HOCl 存在时百分结论，温度升高会降低可用的次氯酸量。

图 1-3 活性氯侵蚀 PA 膜的机理[9-10]然而，事实证明，即使 Orton 重排和环氯化不能发生，N-氯化本身也会对膜性能产生不利影响[15]，氯取代破坏了聚酰胺交联结构中分子间的氢键[13]，氢键的破坏会使聚酰胺分子链“脊-谷”结构发生坍陷，导致通量明显下降。原始聚酰胺活性层还存在 Cl2直接环氯化反应，这种直接的亲电芳香取代反应优先发生在与 NH-基团键合的芳环的对位上[16-17]，邻位也被 NH-基团双重激活，但由于空间位阻，不易受氯的攻击[17]。在加压条件下，N-氯化产物重排成环氯化产物似乎更受欢迎，并对膜造成最大损害[16]。总而言之 N-氯化和环氯化破坏分子间氢键和聚合物的对称性，造成聚酰胺分子间自由体积，旋转自由度和柔韧性的增加，产生更多的流动路径，通量将最终增加脱盐率大大降低。1.2.3 耐氯性芳香族聚酰胺反渗透复合膜的发展聚酰胺活性层的氯化降解大大降低了整个芳香族聚酰胺反渗透复合膜的结构和性能稳定性，从而缩短了膜的使用寿命，造成大量的成本消耗，因此，开发具有


本文编号：3614974