結(jié)合雜化和交聯(lián)技術(shù),用均苯三甲酰氯（TMC）共價交聯(lián)的聚乙烯亞胺（PEI）和羥基封端的聚二甲基硅氧烷（PDMS）制備活性層,并以聚丙烯腈（PAN）膜作支撐層,采用界面聚合法制備有機溶劑納濾復(fù)合膜.為增強支撐層與活性層間的界面相互作用,采用NaOH溶液對PAN基膜水解.通過改變NaOH溶液的濃度調(diào)控PAN基膜的水解程度,考察不同水解程度對復(fù)合膜的物化特性及納濾性能的影響.通過紅外光譜、掃描電鏡、靜態(tài)接觸角、拉伸、面積溶脹和溶劑吸附等表征方法,系統(tǒng)研究了復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)和物化特性.以異丙醇、乙酸乙酯、丁酮和正庚烷做溶劑,以聚乙二醇（PEG）作溶質(zhì)進行復(fù)合膜的有機溶劑納濾實驗.結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著PAN基膜水解度的提高,其表面生成的—COOH量增多,進而會增強復(fù)合膜的親水性,并提高基膜與活性層之間的界面相互作用,增強復(fù)合膜的機械穩(wěn)定性.與水解前相比,基膜水解后所制備的復(fù)合膜,其通量和截留率均有提高,同時表現(xiàn)出優(yōu)越的抗溶脹性能和長時操作穩(wěn)定性.相比而言,NaOH溶液處理濃度為2.0mol/L時復(fù)合膜綜合性能最優(yōu),其對異丙醇的滲透率達34.6L/（m²·h·MPa）,且保持對PE... 

【文章來源】：膜科學(xué)與技術(shù). 2016,36(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖１ＨＰＡＮ內(nèi)—ＣＯＯＨ含量隨ＮａＯＨ濃度的變化趨勢Ｆｉｇ．１—ＣＯＯＨｌｏａｄｉｎｇａｍｏｕｎｔｉｎＨＰＡＮａｓ

·１６·膜科學(xué)與技術(shù)第３６卷ＰＤＭＳ上Ｓｉ—Ｃ的紅外特征峰，這表明復(fù)合膜基質(zhì)中存在ＰＤＭＳ．綜合紅外結(jié)果，可證實ＰＤＭＳ與ＰＥＩ交聯(lián)形成了復(fù)合膜的活性層．２．３掃描電鏡形貌分析復(fù)合膜的表面結(jié)構(gòu)與孔徑特征由ＳＥＭ探測，如圖３所示．從圖３（ａ）看出，ＰＡＮ基膜的表面光滑且存在均勻分布的平均直徑約為１４ｎｍ的孔，這表明ＰＡＮ基膜具備超濾膜的結(jié)構(gòu)特征．經(jīng)ＮａＯＨ溶液水解后，如圖３（ｂ）所示，ＨＰＡＮ基膜表面粗糙度增加，平均孔徑縮小為７ｎｍ．這是因為ＨＰＡＮ基膜—ＣＮ部分水解后生成親水性基團—ＣＯＯＨ，從而導(dǎo)致膜表面粗糙度增加，孔徑減�。畧D３（ｃ）和３（ｄ）為ＨＰＡＮ－０．１／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ和ＨＰＡＮ－２．０／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ的膜表面，可見活性層均勻地覆蓋在ＨＰＡＮ支撐層上．這可能是由于ＰＡＮ基膜水解后生成的—ＣＯＯＨ增強了表面的親水性，進而在兩層之間形成強的靜電吸引力（－ＯＯＣ－…＋ＮＨ—）．圖３（ｅ）為ＨＰＡＮ－２．０／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ斷面圖，可見活性層的厚度約１．５μｍ，且均勻地覆蓋在ＰＡＮ基膜上，沒有明顯層界面和裂紋．（ａ）ＰＡＮ；（ｂ）ＨＰＡＮ；（ｃ）ＨＰＡＮ－０．１／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ；（ｄ）ＨＰＡＮ－２．０／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ表面；（ｅ）ＨＰＡＮ－２．０／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ斷面圖３膜ＳＥＭ照片Ｆｉｇ．３ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅｓｕｒｆａｃｅ２．４

伸強度／ＭＰａ楊氏模量／ＭＰａ斷裂伸長率／％ＰＡＮ３８．２±０．４７６５±２１４．５±０．２ＨＰＡＮ２８．２±０．６６０７±１１６．７±０．３ＨＰＡＮ－０．１／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ３２．６±０．３５７１±１１６．２±０．１ＨＰＡＮ－２．０／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ４８．６±０．５８３４±２１７．３±０．３２．６復(fù)合膜的耐溶劑性能表征復(fù)合膜的面積溶脹度和溶劑吸附率可直接反應(yīng)膜的自由體積和耐溶脹特性．試驗測得復(fù)合膜在上述４種溶劑中的耐溶劑性能，結(jié)果如圖４所示．圖４ＰＡＮ／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ和ＰＡＮ－Ｘ／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ的溶劑吸附率（ａ）和面積溶脹度（ｂ）Ｆｉｇ．４Ｓｏｌｖｅｎｔｕｐｔａｋｅ（ａ）ａｎｄａｒｅａｓｗｅｌｌｉｎｇ（ｂ）ｏｆＰＡＮ／ＰＥＩ－ＰＤＭＳａｎｄＰＡＮ－Ｘ／ＰＥＩ－ＰＤＭＳＰＡＮ／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ對異丙醇、丁酮、乙酸乙酯、正庚烷的溶劑吸附率和面積溶脹度分別為２７．１％、２３．７％、２６．７％、１８．４％和１０．２％、６．６０％、８．１０％、４．８０％．與之相比，ＨＰＡＮ－Ｘ／ＰＥＩ－ＰＤＭＳ的溶劑吸附率和面積溶脹度都有所降低，這可能是因為ＨＰＡＮ表面的—ＣＯＯＨ與活性層上的堿性基團（—Ｎ—）間產(chǎn)生了靜電相互作用，限制了復(fù)合膜的鏈段運動，從而降低了膜對溶劑的吸附，減小了膜的溶脹行為．總體而言，隨ＮａＯＨ濃度增加，復(fù)合膜的溶劑吸附率和面積溶脹度均呈減小趨勢．這是因為ＨＰＡＮ表面生成的—ＣＯＯＨ量越多，基膜與活性層間的界面相互作用增強，從而更為有效地限制了復(fù)合膜對溶劑的吸附和溶脹．對

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3411409