【摘要】：正滲透(FO)過程是近年來逐漸發(fā)展起來的新型膜分離過程,隨著其技術的不斷發(fā)展與創(chuàng)新,對正滲透膜性能要求也越來越高。復合正滲透膜因其性能良好,具有相對高水的通量等特點得到越來越多的研究者重視。但目前聚酰胺復合正滲透膜仍然存在水通量不足夠高,耐氯性差等缺點,因此本文主要針對上述問題,研究開發(fā)一種新型的復合正滲透膜,并研究制備工藝條件和操作參數(shù)對膜性能的影響及其耐氯性和抗污染性。實驗采用聚砜作為聚合物制備多孔支撐基膜,采用間苯二甲胺(m-XDA)和均苯三甲酰氯(TMC)作為水相和油相單體,通過界面聚合法制備聚酰胺復合正滲透膜,考察了揮發(fā)時間、聚砜濃度、添加劑濃度、水浴溫度、單體濃度、聚合時間、熱處理溫度等影響因素對成膜性能影響。在最優(yōu)化的實驗條件下制備出復合正滲透膜,進行初步的性能測試,并對膜的耐氯性和抗污染情況進行探討。實驗通過改變聚砜的濃度、添加劑濃度、水浴溫度等因素制備出不同類型的多孔支撐基膜,并研究其對復合正滲透膜的性能影響。結果表明,相同條件下制備出的復合正滲透膜隨著基膜中聚砜濃度的提高水通量呈現(xiàn)下降的趨勢,截留率先增大后降低；隨著鑄膜液中添加劑的增加,水通量呈現(xiàn)降低的趨勢,截留率差異不大,均在90%以上。當TMC濃度一定時,其他條件不變改變間苯二甲胺濃度(從0.5%增加到1.5%),水通量隨著間苯二甲胺濃度的增加而逐漸下降,截留率變化不大,都在90%以上。其原因可能是,當間苯二甲胺濃度低時,形成的復合層較薄,對鹽的截留效果不好,而水通量比較大；濃度過高時,分離層過厚且厚度不均勻等因素導致通量下降。環(huán)境濕度對聚砜基膜的性能影響不明顯,改變濕度對復合膜性能無較大差異：水浴溫度對基膜孔結構也有影響,復合正滲透膜水通量隨著水浴的提高先增加后降低。最終得到最佳的復合膜制備方案,基膜：16%的聚砜+77%的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(溶劑)+10%的N-甲基吡咯烷酮(添加劑)+0.4%的H20(非溶劑)+0.6%的十二烷基硫酸鈉(SDS)(表面活性劑)；復合層：單體濃度間苯二甲胺(m-XDA)為0.5%(W/W),均苯三甲酰氯(TMC)為0.05%(w/v),揮發(fā)時間60s,水浴溫度40℃,環(huán)境濕度70%rh-80%rh,室溫20℃,聚合反應時間120s,后處理溫度100℃。所得到的聚酰胺復合正滲透膜性能最好。實驗還研究了復合正滲透膜測試過程中,膜面朝向,不同類型的汲取液對膜性能的影響。實驗數(shù)據(jù)表明：當膜的分離層朝向原料液時(即FO模式),膜的水通量較小,反向鹽通量也較�。划斈さ姆蛛x層朝向汲取液時(即PRO模式),膜的水通量較大,其反向鹽通量也較大；在其他測試條件不變的情況下,分別選擇相同濃度的氯化鈉、氯化鎂、硫酸鈉、硫酸鎂作為汲取液,測試結果顯示隨著膜兩側滲透壓差的減小,膜的水通量也減�。欢S著離子水合半徑的增大,反向鹽通量減小,膜的截留性能變好。將所制備的聚酰胺復合正滲透膜用于耐氯性和耐污染性研究,結果表明：復合正滲透膜有效氯處理量小于2000ppmh時,截留率略有下降,水通量稍有上升。當超過2000ppmh時截留率下降明顯且水通量急劇增大。因此所制備的復合正滲透膜的耐氯性能在2000ppmh.通過膜污染實驗比對得到,在HA的模擬溶液中,復合正滲透膜的水通量較正常情況下明顯下降,再進一步比較pH=5.5和pH=8.0時可見,pH值較低時污染更為嚴重,水通量更小。因此pH值是影響膜污染情況的重要指標。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ051.893

【參考文獻】

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本文編號：2735707