高效便捷地制備兼具高滲透性和高選擇性的高性能分離膜對(duì)突破Robeson上線、提高分離效率和降低分離能耗具有重要意義。本文首次采用殼聚糖輔助界面聚合原位形成中間層的方法成功制備出超高滲透選擇性納濾膜,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:（1）CS-PIP水相溶液的制備。水相溶液的性質(zhì)是本課題界面聚合過程中原位形成中間層的關(guān)鍵,水相溶液的粘度對(duì)界面聚合過程中活性單體的擴(kuò)散速率具有重要影響,進(jìn)而影響界面聚合過程。本文采用離子交聯(lián)法,將多聚磷酸鈉（SPP）溶液加到殼聚糖（CS）-哌嗪（PIP）共混溶液中,制備含有殼聚糖納米顆粒（CSPs）的水相溶液。結(jié)果表明,引入CS后,水相溶液粘度明顯提高,且水相溶液粘度隨CS濃度的增加而增加,幾乎不受陳化時(shí)間影響。當(dāng)陳化時(shí)間為0 h時(shí),CS在水相溶液中主要以游離的CS分子形式存在,當(dāng)陳化時(shí)間為6 h時(shí),CS在水相溶液中主要以CSPs形式存在。（2）CS輔助界面聚合制備高滲透選擇性納濾膜。以聚醚砜（PES）/磺化聚砜（SPSf）為基膜,以含有SPP、CS和PIP的CS-PIP溶液為水相溶液,以含有均苯三甲酰氯（TMC）的正己烷溶液為油相溶液,利用界面聚合法制備高滲透選擇... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

納米粒子參與界面聚合構(gòu)建水通道Fig.1-1Nanoparticlesparticipateininterfacialpolymerizationtoconstructwaterchannels

第一章緒論7(ZPNPs)與哌嗪(PIP)共混界面聚合制備出一種新型復(fù)合納濾膜，純水滲透性達(dá)10.97L·m-2·h-1·bar-1，對(duì)Na2SO4截留為96%。2018年，安等人[49]又通過將兩性聚合物納米粒子(ZNGs)與哌嗪(PIP)共混界面聚合制備出一種新型復(fù)合納濾膜，純水滲透性達(dá)10.63L·m-2·h-1·bar-1，對(duì)Na2SO4截留為97.8%。圖1-1納米粒子參與界面聚合構(gòu)建水通道Fig.1-1Nanoparticlesparticipateininterfacialpolymerizationtoconstructwaterchannels.1.3.2引入中間層制備納濾膜在多孔支撐膜上引入一層中間層，以調(diào)節(jié)界面聚合過程中PA阻隔層的結(jié)構(gòu)，是一種新的構(gòu)建高滲透-選擇性NF膜的策略。通過引入親水性中間層的方法可以調(diào)控界面聚合速率，降低聚酰胺層的厚度及交聯(lián)度，提高復(fù)合膜滲透性。2016年徐等人[53]通過共沉積的方法引入多酚涂層作為中間層，以哌嗪和均苯三甲酰氯為原料，在多酚中間層表面進(jìn)行界面聚合形成聚酰胺阻隔層，純水滲透性達(dá)7.88L·m-2·h-1·bar-1，對(duì)Na2SO4截留為98%。2017年，徐等人[54]又通過將親水性纖維素納米晶真空抽濾到支撐膜上作為中間層再進(jìn)行界面聚合制備出一種三層復(fù)合納濾膜，純水滲透性達(dá)34L·m-2·h-1·bar-1，對(duì)Na2SO4截留為97%。2016年靳等人[55]通過將單壁碳納米管真空抽濾到支撐膜上作為中間層再進(jìn)行界面聚合制備出一種10納米左右超薄聚酰胺阻隔層的納濾膜，純水滲透性達(dá)32L·m-2·h-1·bar-1，對(duì)Na2SO4截留為95.9%。圖1-2引入中間層制備納濾膜Fig.1-2Nanofiltrationmembranewaspreparedbyintroducinganinterlayer.

天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文81.3.3犧牲中間層制備納濾膜犧牲中間層的方法實(shí)質(zhì)上是為了增加阻隔層的有效分離表面積，提高水的滲透面積，進(jìn)而提升水通量。2015年，Livingston等人[56]通過將氫氧化鉻納米線真空抽濾到支撐膜上作為中間層再進(jìn)行界面聚合制備出含有10納米左右超薄聚酰胺阻隔層的納濾膜，后續(xù)將中間層溶解，得到一種超薄褶皺復(fù)合膜，用于有機(jī)溶劑的分離，滲透性提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)。2018年，靳等人[57]通過犧牲納米粒子的方法得到一種超薄褶皺的納濾膜，純水滲透性達(dá)53.5L·m-2·h-1·bar-1，對(duì)Na2SO4截留為95%。為了驗(yàn)證透水面積對(duì)納濾膜分離性能的影響，2018年，張等人[38]通過在界面聚合水相溶液中添加聚乙烯醇控制活性單體擴(kuò)散速率得到擁有圖靈結(jié)構(gòu)的聚酰胺膜，增加了透水面積，純水滲透性由原來的12.2L·m-2·h-1·bar-1提升至24.8L·m-2·h-1·bar-1，對(duì)Na2SO4截留為99.6%�？梢姡瑴p薄聚酰胺阻隔層的厚度，同時(shí)增加阻隔層的有效分離表面積，將大大提升復(fù)合膜的滲透性。圖1-3犧牲中間層制備納濾膜Fig.1-3Preparationofnanofiltrationmembranebysacrificinginterlayer.1.4本課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容1.4.1研究意義綜上所述，高滲透-選擇性納濾膜有望打破膜滲透性與選擇性的“trade-off效應(yīng)”，將極大提升納濾膜的分離效率，減少能量消耗。目前制備高滲透-選擇性納濾膜的一種可行策略是通過改變界面聚合過程來調(diào)節(jié)PA阻隔層的固有結(jié)構(gòu)。但是，為了使制備的PA阻隔層沒有缺陷從而獲得較高的截留率，位于多孔支撐膜

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碩士論文
[1]界面聚合法制備高通量TFC納濾膜及性能研究[D]. 靳偉光.天津大學(xué) 2018
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本文編號(hào)：3536440