本文選題：聚酰胺反滲透膜　切入點(diǎn)：鞣酸　出處：《浙江理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：聚酰胺反滲透復(fù)合膜由于其高通量、高脫鹽率、高機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)強(qiáng)度等優(yōu)異性能,已成為反滲透膜的主流產(chǎn)品,并廣泛應(yīng)用于海水淡化、廢水深度處理等領(lǐng)域。然而,膜污染和膜氯化問題是導(dǎo)致聚酰胺反滲透膜分離性能下降和使用壽命減短的兩個(gè)主要原因。因而,對(duì)性能劣化的聚酰胺反滲透膜進(jìn)行修復(fù),在一定程度上恢復(fù)膜性能,具有重要的實(shí)際意義。本課題以鞣酸(TA)為功能修復(fù)材料,采用物理涂覆、物理涂覆+氯化鐵(FeCl3)螯合交聯(lián)和物理涂覆+戊二醛(GA)化學(xué)交聯(lián)三種修復(fù)工藝,對(duì)經(jīng)氯化降解處理的聚酰胺反滲透膜進(jìn)行性能修復(fù)處理,通過對(duì)比不同修復(fù)工藝對(duì)修復(fù)膜表面微結(jié)構(gòu)和分離性能的影響,探索最佳修復(fù)工藝。系統(tǒng)研究了鞣酸濃度、涂覆時(shí)間、pH、Fe3+濃度、戊二醛濃度、熱處理時(shí)間、熱處理溫度等工藝參數(shù)對(duì)修復(fù)膜分離性能的影響規(guī)律。采用傅里葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)、拉曼光譜(Raman)、X射線光電子能譜(XPS)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、接觸角、Zeta電位和原子力顯微鏡(AFM)對(duì)修復(fù)膜表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面形貌、表面親水性、荷電性和粗糙度進(jìn)行了表征分析。采用錯(cuò)流滲透實(shí)驗(yàn)考察了修復(fù)膜的分離性能、抗污染性能和性能穩(wěn)定性。得到以下研究結(jié)果:(1)膜表面物理化學(xué)性質(zhì)研究表明:利用物理涂覆、物理涂覆+螯合交聯(lián)和物理涂覆+化學(xué)交聯(lián)均可將鞣酸分子沉積到降解膜表面。光譜分析結(jié)果表明,僅物理涂覆鞣酸后的膜在ATR-FTIR圖譜中的1715 cm~(-1)處出現(xiàn)了鞣酸特征峰;螯合交聯(lián)后的膜在Raman圖譜中的562~630 cm~(-1)處出現(xiàn)了Fe3+與鞣酸中酚羥基的O形成Fe-O配位鍵的伸縮振動(dòng)峰;化學(xué)交聯(lián)后的膜在ATR-FTIR圖譜中的1051 cm~(-1)處出現(xiàn)了GA與鞣酸的酚羥基共價(jià)交聯(lián)形成的醚鍵峰(C-O-C)。XPS分析表明鞣酸修復(fù)后膜表面C和O含量明顯增加,531.3eV處O 1s(Fe-O)和711.6 eV處Fe 2p的吸收峰表明膜表面形成一層螯合交聯(lián)涂覆層,在286.1 eV處的C 1s峰表明GA和TA發(fā)生交聯(lián)生成C-O-C。SEM和AFM表征表明鞣酸修復(fù)對(duì)膜表面形貌未發(fā)生明顯變化。鞣酸分子中的酚羥基使膜表面負(fù)電性增強(qiáng),親水性提高。(2)物理涂覆、物理涂覆+螯合交聯(lián)和物理涂覆+化學(xué)交聯(lián)工藝均可有效恢復(fù)降解膜的反滲透性能,修復(fù)膜的脫鹽率接近或高于原始膜(未氯化降解處理),而通量則高于原始膜。物理涂覆修復(fù)的較優(yōu)工藝參數(shù)為鞣酸濃度3000 ppm、涂覆時(shí)間30 min、pH=4.2;物理涂覆+螯合交聯(lián)修復(fù)的較優(yōu)工藝參數(shù)為鞣酸濃度3000 ppm、涂覆時(shí)間40 min、pH=4.2、Fe3+濃度為480 ppm;物理涂覆+化學(xué)交聯(lián)修復(fù)的較優(yōu)工藝參數(shù)為鞣酸濃度1000ppm,戊二醛濃度2.0 w/v%,熱處理時(shí)間90 s,熱處理溫度50℃。在較優(yōu)工藝下,經(jīng)物理涂覆+化學(xué)交聯(lián)工藝修復(fù)的膜脫鹽率最高,而經(jīng)物理涂覆工藝修復(fù)的膜通量最大。修復(fù)膜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性結(jié)果表明物理涂覆+螯合交聯(lián)和物理涂覆+化學(xué)交聯(lián)修復(fù)得到的復(fù)合膜具有較好的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性。(3)抗污染實(shí)驗(yàn)表明:修復(fù)膜的親水性和荷負(fù)電性使其對(duì)牛血清蛋白(BSA)和海藻酸鈉(SA)的抗污染性能優(yōu)于原始膜(未氯化降解處理),而對(duì)荷正電的十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)的抗污染性能卻不如原始膜。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ051.893

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本文編號(hào)：1699163