在全球能源資源日益緊張,污染日益加重的今天,低能耗,零污染的生產(chǎn)工藝是適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展必然選擇。膜分離工藝具有節(jié)能,無二次污染,高效,操作簡單等優(yōu)點(diǎn),這使得膜分離技術(shù)在海水淡化,制藥工業(yè),精細(xì)化工等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。由于有機(jī)溶劑在石油化工,精細(xì)化工以及制藥工業(yè)應(yīng)用廣泛,所以耐溶劑納濾膜的研發(fā)日益重要。本文針對(duì)聚酰胺耐溶劑納濾膜在強(qiáng)極性非質(zhì)子溶劑DMF中的穩(wěn)定性和分離性能進(jìn)行研究。主要工作如下:首先用不同長度,不同種類混胺（EDA/DAB,EDA/HAD,EDA/XDA）作為交聯(lián)劑制備PEI支撐層,用BTC的正己烷溶液作為油相單體與交聯(lián)膜表面游離胺基界面聚合制備復(fù)合納濾膜,考察復(fù)合膜對(duì)DMF-RB的分離效果。并從交聯(lián)支撐層的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析其產(chǎn)生耐溶劑性差異的原因,從耐溶劑復(fù)合膜的分離層的化學(xué)結(jié)構(gòu),微觀形貌,表面親疏水性分析其分離性能差異的原因。得到交聯(lián)劑EDA/XDA制備的復(fù)合膜耐溶劑性能最佳。為了進(jìn)一步探究EDA和XDA這兩種胺在耐溶劑中的作用,本文又更細(xì)致的分析了不同比例EDA/XDA制備復(fù)合納濾膜的分離效果,并對(duì)復(fù)合膜進(jìn)行了必要的表征,對(duì)其化學(xué)結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。最終得到在DMF中... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SRNF膜的設(shè)計(jì)四種方法及其不同類型的工業(yè)應(yīng)用（ISA-整體蒙皮不對(duì)稱；MMM混合基質(zhì)膜；TFC-薄復(fù)合膜，TFN-薄膜納米復(fù)合材料）

聚酰亞胺（PI）具有其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，導(dǎo)熱性，熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。而且還可以溶于 NMP，DMF，DMAc，DMSO 等有機(jī)溶劑，方便成膜。因此PI 是制備 ISA 最廣泛的材料之一。但是由于 PI 容易溶于各種溶劑，為了提高PI 膜的耐溶劑性能需要對(duì)這些膜進(jìn)行進(jìn)一步的修飾，以提高 PI 膜的耐溶劑性能。目前修飾 PI 膜增加其耐溶劑性的方法為交聯(lián)法。使用二異氰酸酯作為交聯(lián)劑，交聯(lián)聚酰胺-酰亞胺（PAI，Torlon），使用二異氰酸酯成功地將膜交聯(lián)[120]。具體而言，處理來自 SolSep B.V.的商業(yè) PAI 膜與六亞甲基二異氰酸酯（HMDI）以允許 PAI 聚合物的酰胺基團(tuán)和異氰酸酯基團(tuán)之間交聯(lián)的 HDMI。成功得到交聯(lián)膜。用異氰酸酯交聯(lián) PAI 的具體反應(yīng)機(jī)理如圖 1-2 所示。交聯(lián)后的膜表現(xiàn)出對(duì) NMP 的很好的耐受性和良好的機(jī)械性能。在 120oC 下對(duì)交聯(lián)膜進(jìn)行熱處理后不會(huì)出現(xiàn)酰亞胺化。交聯(lián)劑本質(zhì)是一種能在線型分子間起架橋作用，使多個(gè)線型分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。Hendrix 等人用市售的雙酚酸和二氟二苯甲酮作為交聯(lián)劑合成含有戊酸官能團(tuán)的改性 PEEK[121]。

圖 1-3 XDA 交聯(lián) Matrimid 的機(jī)理Fig. 1-3. Mechanism of crosslinking of Matrimid with XDA不同的胺作為交聯(lián)劑對(duì)耐溶劑納濾膜得耐溶劑性有很大地影響。Hendrix等人使用乙二胺（EDA），己二胺（HDA）或者對(duì)苯二甲胺（XDA）對(duì)膜材料進(jìn)行交聯(lián)，得到耐溶劑納濾膜[124]。發(fā)現(xiàn) XDA 交聯(lián)膜對(duì) RB 的截留率為 95%，而對(duì) DMF 的通量僅為<10 Lm-2h-1MPa-1。而乙二胺交聯(lián)膜對(duì) DMF 的滲透通量為 100 Lm-2h-1MPa-1，對(duì) RB 的截留率僅為 85%左右。雖然二胺交聯(lián)提高了 PI的耐溶劑性，但是當(dāng)酰胺膜經(jīng)過高溫后會(huì)酰亞胺化，降低了膜對(duì)有機(jī)溶劑的耐受性。Toh 等人發(fā)現(xiàn)經(jīng) 1,8-辛二胺（ODA）交聯(lián)的 LenzingP84 膜在 100oC 退火后不溶于 DMF，但是在經(jīng)過 150oC 退火后，交聯(lián)膜變的可溶，因此 PI 膜交聯(lián)一定要在酰亞胺化溫度以下操作[125]。最近，本課題組[126]用 1,2,4,5-苯四甲酰氯（BTC）與乙二胺（EDA）和聚乙烯亞胺（Pei）合成了一種耐溶劑納濾膜，該膜在 0.01g/L 甲醇-RB 溶液中具有良好得分離性能，但在極性非質(zhì)子溶劑如DMSO 和 DMF 中通量為 0。喬等人[127]報(bào)道了用對(duì)二甲苯二胺（XDA）交聯(lián)膜比 EDA 交聯(lián)膜具有更高得疏水性。另外，聚酰亞胺膜可以用 XDA，EDA 或

【參考文獻(xiàn)】：
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