納濾是介于反滲透和超濾之間的一種壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過(guò)程,一般認(rèn)為,納濾膜的孔徑在1 nm左右,可用于分離鹽和小分子有機(jī)物等。利用界面聚合法制備的復(fù)合納濾膜是目前市場(chǎng)的主流產(chǎn)品,由于處理料液的復(fù)雜性,因而對(duì)其性能提出了更高的要求,期望膜的滲透通量、選擇性和耐污染性都進(jìn)一步提升。本文從分子設(shè)計(jì)的角度合成了一種新型樹枝狀化合物——均苯三甲酰胺-胺(TMAAM),將其作為關(guān)鍵功能單體與哌嗪混合組成水相多元胺,再與油相均苯三甲酰氯通過(guò)界面聚合反應(yīng)制得了一種新的半芳香聚酰胺復(fù)合納濾膜,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)聚酰胺復(fù)合納濾膜的改性,并考察了TMAAM與PIP的組合比對(duì)改性納濾膜性能的影響。采用傅里葉變換衰減全反射紅外光譜儀(ATR-FTIR)、X射線光電子能譜儀(XPS)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)Zeta電位儀和接觸角儀分析膜表面性質(zhì)。主要結(jié)論如下:(1)隨著水相中TMAAM含量的增加,改性納濾膜的水通量隨之上升,截留率略微下降。當(dāng)TMAAM/PIP=1時(shí)所制備的膜(NF-2)通量提升至72.3 L/m~2·h,較空白膜約提升60%,而截留率幾乎不變,并且膜表面更加光滑,親水性更好。(2)分別測(cè)試了改性納濾膜NF-2對(duì)甲基藍(lán)、對(duì)二甲酚橙、藏紅T和中性紅等四種染料體系中的分離性能,結(jié)果表明改性膜對(duì)分子量在200以上的染料均具有極好的截留率。(3)分別采用BSA模擬溶液(500 ppm)和硫酸鈉溶液(1000 ppm)測(cè)試了膜的抗污染性和運(yùn)行穩(wěn)定性。結(jié)果表明改性膜NF-2相比空白的聚酰胺納濾膜具有更好的抗污染性和穩(wěn)定性,并且污染物更容易被清洗,膜的分離性能更易恢復(fù)。本文通過(guò)樹枝狀化合物TMAAM經(jīng)簡(jiǎn)單、便捷的界面聚合法制得了一種半芳香聚酰胺復(fù)合納濾膜,該膜具有良好的親水性和穩(wěn)定性,以及較強(qiáng)的抗污染性。
【學(xué)位單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ051.893
【部分圖文】：

分離過(guò)程該如何判斷呢？由于分離過(guò)程中的影響因素很多，并準(zhǔn)則，但一般情況下，有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是不可忽視的：方法在技術(shù)上是可行的，因?yàn)榉蛛x過(guò)程必須實(shí)現(xiàn)分離目的并實(shí)際應(yīng)用中，可能需要同時(shí)采用兩個(gè)或多個(gè)分離過(guò)程。是經(jīng)濟(jì)可行的，這與產(chǎn)品價(jià)值息息相關(guān)[9]。際應(yīng)用中的不同分離目的，可以選擇相適應(yīng)的分離過(guò)程。分離成濃縮、純化、分離和反應(yīng)促進(jìn)。在一般膜分離過(guò)程中，原料即為截留物和滲透物（圖 1-1），二者均可為產(chǎn)物，視實(shí)際情中，一般截留物為產(chǎn)物。在純化過(guò)程中，產(chǎn)物既可以是截留物與之相似，分離過(guò)程中，截留物和滲透物中任何一種均可為產(chǎn)發(fā)展使得膜過(guò)程有了更多應(yīng)用，也可以同化學(xué)反應(yīng)或生物反應(yīng)應(yīng)中利用膜分離部分產(chǎn)物從而使化學(xué)平衡發(fā)生改變。

濾膜的制備膜的制備方法多種多樣，其中，最常見(jiàn)的是 L-S 相轉(zhuǎn)化法、表面涂覆法、層層自組裝法等。-S 相轉(zhuǎn)化法化法在高分子分離膜的制備中應(yīng)用最廣。具體如下：首先選擇適宜物和添加劑制成鑄膜液，將鑄膜液通過(guò)流延法制成液膜，然后將其，經(jīng)溶劑揮發(fā)或溶劑與非溶劑間的交換，使液膜發(fā)生相轉(zhuǎn)化從而成簡(jiǎn)單易行，但是可供選擇的膜材料較少，且所制膜較厚，水通量偏液中的成膜材料對(duì)膜的性能有著決定性影響，而鑄膜液中的添加劑到改善作用。后處理?xiàng)l件同樣對(duì)膜的性能具有重要影響，像蒸發(fā)溫時(shí)間等。

表面涂覆法首先將多孔支撐膜浸入到特定聚合物的溶液中，并將鑄膜液擠撐膜的表面的孔中，最后使用相轉(zhuǎn)化或熱處理等方式將聚合物固定在支撐膜面或孔道內(nèi)，采用這種方法制備納濾膜操作簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是涂覆層比較厚，涂度又與納濾膜的滲透性能相關(guān)，故水通量較低，且作為涂覆液的有機(jī)溶劑對(duì)膜的影響有待進(jìn)一步討論。Liu 等[36]采用交聯(lián)劑戊二醛(GA)在 PSF 超濾支撐膜表面通過(guò)表面涂覆和聚合相結(jié)合的方法將聚乙烯醇(PVA)和聚苯乙烯磺酸鈉(PSSNa)涂覆制備納，得到 PVA－PSF 和 PSSNa/PVA－PSF 兩種復(fù)合納濾膜（皮層結(jié)構(gòu)如 Fig示）。實(shí)驗(yàn)證明，PSSNa 的引入一定程度上擴(kuò)大了膜表面的平均孔徑，提高表面親水性和電負(fù)性，這就保證了提高膜滲透性能的同時(shí)不犧牲截留效果獲得的 PVA－PSF 復(fù)合納濾膜在 0.5 MPa 下通量為 41.7 L/m2h，對(duì) Na2SO留率為 98.3%。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 高從堦,陳益棠;納濾膜及其應(yīng)用[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2004年S1期

2 朱安娜,祝萬(wàn)鵬,張玉春;納濾過(guò)程的污染問(wèn)題及納濾膜性能的影響因素[J];膜科學(xué)與技術(shù);2003年01期

3 宋玉軍，孫本惠;納濾膜的應(yīng)用[J];化工新型材料;1996年03期

本文編號(hào)：2883545