發(fā)布時(shí)間：2021-07-03 13:15

　　納濾作為一種相對(duì)較新的膜分離技術(shù),是一種以壓力為驅(qū)動(dòng)的介于反滲透和超濾之間的膜分離過程,它的截留分子量一般在200-1000范圍內(nèi)。納濾因其操作壓力低、能耗低、滲透通量高、截留率高等優(yōu)點(diǎn),在水處理、生物醫(yī)藥、食品工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。界面聚合法是制備復(fù)合納濾膜最常用的方法,其中聚酰胺復(fù)合納濾膜是商業(yè)化納濾膜最主要的類型。但是在納濾膜逐步從水溶液體系向有機(jī)溶劑體系發(fā)展的過程中,聚酰胺復(fù)合納濾膜在實(shí)際應(yīng)用中還存在對(duì)小分子量有機(jī)物截留率較低、滲透通量較低以及耐氯性和耐溶劑性較差等不足。針對(duì)以上存在的問題,本文通過選擇合適的反應(yīng)單體、制備方法和改性手段,分別研究了提高聚酰胺復(fù)合納濾膜分離性能、耐氯性和耐溶劑性的方法,制備出了高分離性能的聚酰胺復(fù)合納濾膜。首先,采用1,2,4,5-均苯四甲酰氯和間苯二胺在聚醚酰亞胺基膜上通過界面聚合法制備了聚酰胺酸復(fù)合納濾膜,并選用乙二胺對(duì)聚酰胺酸復(fù)合納濾膜進(jìn)行改性處理,制備了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、截留分子量低的聚酰胺復(fù)合納濾膜。其中優(yōu)選的聚酰胺復(fù)合納濾膜對(duì)葡萄糖水溶液的截留率和滲透通量分別為90.0%和25.0 L m-2 h-1 MPa-1;研究表明,膜結(jié)... 

【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)】：122 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

四種膜分離過程對(duì)比圖

圖 1-2 納濾發(fā)展過程中的重要記事[25]Figure 1-2 Summary of the most significant events during the development of NF[25]起初人們將所制備的納濾膜主要應(yīng)用在水溶液體系中，但是在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中有時(shí)還會(huì)涉及到有機(jī)溶劑，所以研究者們又將在水溶液體系中性能良好的納濾膜嘗試應(yīng)用在了有機(jī)溶劑體系中，可是他們發(fā)現(xiàn)這種納濾膜難以拓寬到非水溶液體系中使用，因?yàn)檫@種傳統(tǒng)的納濾膜會(huì)在有機(jī)溶劑體系中表現(xiàn)的極不穩(wěn)定，甚至還有降解的現(xiàn)象發(fā)生[32]。因此，納濾的研究發(fā)展又逐漸從水溶液體系推廣到了有機(jī)溶劑體系，耐溶劑納濾（Solvent resistant nanofiltration）也在這時(shí)開始受到越來越多人的關(guān)注和研究，圖 1-2 中還列出了耐溶劑納濾的發(fā)展記事。曾有研究認(rèn)為親水性的膜材料限制了納濾膜在有機(jī)溶劑體系中的應(yīng)用[33; 34]，所以從 1969 年美國道康寧公司（Dow Corning Corporation）報(bào)道了用含疏水基團(tuán)有機(jī)硅的膜對(duì)傳統(tǒng)蒸餾不能分離的混合物進(jìn)行了分離試驗(yàn)開始[35]，人們就一直關(guān)注于含有有機(jī)硅的疏水性材料在有機(jī)溶劑中的分離研究。直到 1993年，美國科氏膜系統(tǒng)公司（Koch Membrane Systems）才將所研發(fā)的耐溶劑聚二

TC 系列等商業(yè)納濾膜[117]。薄膜復(fù)合納濾膜的制備包括超薄皮層和多部分的制備，其中超薄皮層決定了復(fù)合納濾膜的分離性能，而多孔基到支撐皮層的作用，圖 1-3 是薄膜復(fù)合納濾膜的結(jié)構(gòu)示意圖。對(duì)于超薄皮層的制備，常選用兩種反應(yīng)活性極高的單體，分別溶于兩溶的溶劑中，如水和正己烷；兩種活潑單體即在不相溶的兩相界面處生聚合反應(yīng)，從而得到一層具有納米級(jí)孔徑的致密薄層。通過界面聚到的超薄皮層多為聚酰胺（PA）類薄膜，常選用的胺和酰氯反應(yīng)單胺（MPD）、哌嗪（PIP）、均苯三甲酰氯（TMC）、間苯二甲酰氯（; 119]。對(duì)于多孔基膜的制備，近幾年的研究中常采用 L-S 相轉(zhuǎn)化法制膜作為多孔基膜，并且研究者們常將這種多孔基膜制備在無紡布上以的化學(xué)性能和機(jī)械性能。制備多孔基膜常用的材料有聚砜（PSF）、S）、聚丙烯腈（PAN）、聚酰亞胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）、聚偏氟DF）等[21]；常選用的溶劑有 N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲（DMAc）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基亞砜（DMSO）等[120]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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