納濾膜分離技術以其運行壓力低、分離效率高、易于規(guī)�；葍�(yōu)點,在飲用水凈化、污水處理、工業(yè)流體濃縮與分離等領域具有廣闊的應用前景。納濾分離技術的核心為高性能納濾膜材料,目前市場主流的納濾膜產(chǎn)品為界面聚合制備的聚酰胺納濾復合膜。但受分離層微結(jié)構及物化性質(zhì)所限,該類納濾復合膜在實際應用過程中,尤其是在處理水質(zhì)較為復雜的印染廢水中,仍存在選擇分離性能偏低和膜污染嚴重等問題。因而,研究開發(fā)具有優(yōu)異選擇分離性能和抗污染性能的納濾復合膜,具有十分重要的科學意義和實用價值。論文從納濾復合膜分離層微結(jié)構入手,創(chuàng)造性地提出構建非對稱分離層的策略,在保證納濾復合膜溶質(zhì)截留性能不變的前提下,有效降低分離層的溶劑滲透阻力,提升納濾復合膜的分離性能;在構建非對稱分離層的同時,同步實現(xiàn)對分離層的功能化,進一步改善納濾復合膜的分離性能和抗染料沉積性能。論文首先通過調(diào)節(jié)界面聚合反應配方及制備工藝獲得高滲透性聚酰胺分離層,并以此為基礎采用表面酰胺化交聯(lián)、二次界面反應、表面接枝等手段,對聚酰胺分離層進行非對稱化及功能化重構,制備具非對稱分離層的納濾復合膜;采用傅里葉變換衰減全反射紅外光譜儀（ATR-FTIR）、X-射線光電... 

【文章來源】：浙江理工大學浙江省

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１相轉(zhuǎn)化法制備納濾膜的機理示意圖ｗ??

浙江理工大學博士學位論文?具非對稱分離層的納濾復合膜構建及染料分離特性研究??非溶劑致相分離法制備高性能的納濾膜主要在于選擇合適的膜材料，并根??據(jù)對納濾膜材料分離性能、微觀結(jié)構的需求，結(jié)合該材料的物化性質(zhì)（如溶解度??參數(shù)、分子量及分布等）、匹配的有機溶劑等，以圖１．１所示的相分離機理出發(fā)，??進一步優(yōu)化鑄膜液配方及相對應的制膜工藝［８］，其中鑄膜液配方包括高分子膜材??料的固含量、添加劑種類及含量等，相對應的制膜工藝則包括空氣隙時間、環(huán)境??相對溫濕度、凝固浴組成及溫度等［９］。??誦＿??２０００ｘ｜?｛ｎｗｇｎｉｆｅｉｔｉｏｎ：?Ｉ６０００ｘ｜??ｍｍ??［ｍａｇｎｉｆｉｃａｉｉｏｎ：?２０００ｘ｜?丨ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ：丨?６（Ｘ）〇ｘｌ??圖１．２聚醚砜納濾膜電鏡斷面圖：（ａ）以ＤＭＦ為溶劑；（ｂ）以ＮＭＰ為溶劑ｌ｜（）ｌ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＰＥＳ?ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ?ｍｅｍｂｒａｎｅ：?（ａ）?ＤＩＭＦ?ａｓ?ｓｏｌｖｅｎｔ?ａｎｄ?（ｂ）?ＮＭＰ??ａｓ?ｓｏｌｖｅｎｔ．??Ｂｏｕｓｓｉｉ等［｜（）］以聚醚砜為膜材料，并選用兩種不同極性的有機溶劑Ｎ，Ｎ－二甲??基甲酰胺（ＤＭＦ）、Ｎ－甲基吡咯烷酮（ＮＭＰ），采用非溶劑致相轉(zhuǎn)化法制備納濾??膜。實驗結(jié)果表明，兩種溶劑制得的納濾膜截留分子量接近，而以ＤＭＦ為溶劑??的納濾膜滲透通量僅為以ＮＭＰ為溶劑的納濾膜的一半。作者認為這主要是因為??前者所形成的致密皮層厚度較大，意味著在運行過程中水分子需要克服更大的滲??透阻力才能到達產(chǎn)水側(cè)，兩種納濾膜的掃描電鏡斷面圖（見圖１．２）也證實前者??的致密分離層厚

的交聯(lián)劑，對高分子功能材??料中的羥基等活性基團進行交聯(lián)，獲得非水溶且較為致密的分離層［２Ｇ］。??Ｐｅｎｇ等［２１］以聚砜超濾膜為支撐層，在其表面引入聚乙烯醇水凝膠并采用不??同的交聯(lián)劑進行交聯(lián)得到致密表層，從而制備納濾復合膜。研宄發(fā)現(xiàn)，水分子和??無機鹽在聚乙烯醇涂覆層的傳質(zhì)速率與聚乙烯醇涂層沉積工藝（聚乙烯醇的濃度、??交聯(lián)劑的種類等）以及分離工藝（如進料液的ｐＨ值、溶液中無機鹽離子物化性??質(zhì)）有關。??１?，??ｒＶＡ?０－（產(chǎn)！二－ｗ－??隨ｗ；?焚兩？??圖１．３以ＧＡ為交聯(lián)劑制備ＰＳＳＮａ／ＰＶＡ復合皮層示意圖ｌ２２ｌ??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＳＳＮａ／ＰＶＡ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｓｋｉｎ?ｌａｙｅｒ?ｗｉｔｈ??ＧＡ?ａｓ?ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ?ａｇｅｎｔ．??為提高分離層對單價離子與多價離子的選擇分離性能，Ｌｉｕ等選用水溶性??的聚乙烯醇作為功能材料，以戊二醛為交聯(lián)劑形成穩(wěn)定的分離層，同時利用高分??子鏈之間的纏繞作用，引入強電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸鈉，增強分離層的荷電性，以??提高單價離子與二價離子的選擇分離性。試驗結(jié)果表明，ＰＶＡ７ＧＡ復合膜在０．５??ＭＰａ下的滲透通量為２１．０?１／ｍ２?ｈ，對ＮａＣｌ及Ｎａ２Ｓ〇４的脫除率分別為６９．８％、??９６．５％；而添加聚苯乙烯磺酸鈉后，滲透通量提升至４１．７?ｌ／ｍ２ｈ，?ＮａＣｌ脫除率下??５??


本文編號：3111340