本文選題：聚酰胺復(fù)合膜　切入點(diǎn)：支撐膜　出處：《天津大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：界面聚合法制備的聚酰胺復(fù)合膜被廣泛應(yīng)用于反滲透和納濾過(guò)程。聚酰胺復(fù)合膜由超薄皮層及多孔支撐層兩部分組成,其性能可通過(guò)對(duì)皮層與支撐層的優(yōu)化來(lái)提升。一般認(rèn)為,皮層決定膜的透過(guò)分離性能,支撐層除了起機(jī)械支撐作用外,還對(duì)皮層的形成以及復(fù)合膜的性能有重要影響。通過(guò)調(diào)控支撐膜的表面性質(zhì)、孔結(jié)構(gòu)和機(jī)械強(qiáng)度均可進(jìn)一步提升復(fù)合膜性能。本文對(duì)調(diào)控支撐膜結(jié)構(gòu)和性質(zhì)來(lái)優(yōu)化聚酰胺復(fù)合膜性能,以及支撐膜影響復(fù)合膜皮層形成和復(fù)合膜性能的機(jī)理進(jìn)行了研究。采用共混法,以聚醚砜(PES)為膜材料,以聚苯胺(PANI)為添加劑,通過(guò)浸沒(méi)沉淀法制備聚醚砜/聚苯胺支撐膜,并在支撐膜上界面聚合制備聚酰胺復(fù)合納濾膜。實(shí)驗(yàn)考察了聚醚砜/聚苯胺支撐膜的表面孔徑、孔隙率、親水性和通量變化,并研究了聚醚砜/聚苯胺支撐膜對(duì)復(fù)合膜皮層結(jié)構(gòu)和分離性能的影響。結(jié)果顯示,PANI的添加提高了支撐膜的表面孔徑、孔隙率,改善了膜面親水性,優(yōu)化了支撐膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。支撐膜的性質(zhì)影響界面聚合過(guò)程中單體的擴(kuò)散及反應(yīng)的進(jìn)行,進(jìn)而改變聚酰胺皮層的厚度及交聯(lián)度。隨著支撐膜中聚苯胺添加量的增加,復(fù)合納濾膜的皮層厚度先降低后增加,皮層的交聯(lián)度先增加后降低。在0.6MPa下,復(fù)合納濾膜PA/PES/PANI-0.2的通量達(dá)到95.3 L·m-2·h-1,MgSO4的截留率達(dá)到94.9%。相比于PES支撐膜,PES/PANI-0.2支撐膜制備的納濾膜通量提高101%,對(duì)MgSO4截留率提升了5.1%。采用制膜工藝參數(shù)優(yōu)化法,調(diào)節(jié)鑄膜液中聚砜濃度和非溶劑含量,通過(guò)浸沒(méi)沉淀法制備海綿狀結(jié)構(gòu)的聚砜支撐膜,并在支撐膜上界面聚合法制備聚酰胺復(fù)合反滲透膜。分別對(duì)支撐膜及復(fù)合反滲透膜結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征,考察聚砜濃度對(duì)支撐膜結(jié)構(gòu)和性能的影響,以及不同結(jié)構(gòu)支撐膜對(duì)復(fù)合反滲透膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果顯示,隨著聚砜濃度的增加,聚砜支撐膜的表面孔徑、表面孔隙率以及整體孔隙率下降,斷面結(jié)構(gòu)變致密,耐壓性增強(qiáng),純水通量下降。在不同結(jié)構(gòu)支撐膜上制備的復(fù)合反滲透膜具有不同的通量和脫鹽率。綜合考慮,以聚砜濃度為15%制備的海綿狀支撐膜更適于作為制備復(fù)合反滲透膜的支撐層。
[Abstract]:The polyamide composite membrane prepared by interfacial polymerization is widely used in reverse osmosis and nanofiltration process. The polyamide composite membrane consists of two parts: ultrathin layer and porous support layer, and its performance can be improved by optimizing the layer and supporting layer. In addition to mechanical support, the supporting layer also has an important influence on the formation of the cortex and the properties of the composite membrane by regulating the surface properties of the supporting membrane. The pore structure and mechanical strength can further improve the performance of the composite membrane. The mechanism of the influence of the supporting membrane on the formation of the composite membrane cortex and the properties of the composite membrane was studied. Polyethersulfone / Polyaniline supported membrane was prepared by immersion precipitation method with polyethersulfone (PES) as the membrane material and Polyaniline (pan) as the additive. The polyamide composite nanofiltration membrane was prepared by interfacial polymerization on the supporting membrane. The surface pore size, porosity, hydrophilicity and flux of polyethersulfone / Polyaniline supported membrane were investigated. The effects of polyether sulfone / Polyaniline support membrane on the structure and separation properties of the composite membrane were studied. The results showed that the addition of pani increased the surface pore size, porosity and hydrophilicity of the membrane. The structure and properties of the supporting membrane were optimized. The properties of the supporting membrane affected the monomer diffusion and reaction during the interfacial polymerization, and then changed the thickness and crosslinking degree of the polyamide layer. With the increase of the amount of Polyaniline in the supporting film, The cortical thickness of composite nanofiltration membrane first decreased and then increased, and the degree of cortical crosslinking increased first and then decreased. The flux of composite nanofiltration membrane PA/PES/PANI-0.2 reached 95.3 L m -2 h-1 h -1 MgSO 4 retention rate of 94.90.Compared with that of PES support membrane PES / PANI-0.2 support membrane, the flux of nanofiltration membrane increased 101%, and the rejection rate of MgSO4 increased 5.1%. The polysulfone supporting membrane with spongy structure was prepared by immersion precipitation method by adjusting the concentration of polysulfone and the content of non-solvent in casting solution. Polyamide composite reverse osmosis membrane was prepared by interfacial polymerization on the supporting membrane. The structure and properties of the supporting membrane and the composite reverse osmosis membrane were characterized, and the effects of the concentration of polysulfone on the structure and properties of the supporting membrane were investigated. The results show that with the increase of the concentration of polysulfone, the surface pore size, surface porosity and overall porosity of the membrane decrease, and the cross section structure becomes denser. The composite reverse osmosis membrane prepared on the membrane with different structure has different flux and desalination rate. The spongy supporting membrane with 15% polysulfone concentration is more suitable for preparing composite reverse osmosis membrane.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ051.893

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本文編號(hào)：1676103