芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜被廣泛應(yīng)用于海水/苦咸水淡化、（超）純水制備和廢水處理,但膜的分離性能還有待進(jìn)一步提升,以降低反滲透過程的運(yùn)行成本。本研究首先合成了兩種具有高密度末端官能團(tuán)和核-殼狀親水/疏水相分離結(jié)構(gòu)的超支化聚合物,包括端羥基超支化聚醚分子（HBPO-star-PEO-OH）和端酰氯基超支化聚醚酰氯分子（HBPO-star-PEO-COCl）,通過界面聚合將其引入至聚酰胺分離層中,以此調(diào)節(jié)反滲透復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu),進(jìn)而提升膜的分離性能。首先通過陽離子開環(huán)聚合反應(yīng)合成了超支化聚醚HBPO-star-PEO-OH,然后將其與間苯二胺（MPD）混合溶于水相溶液中,最終經(jīng)常規(guī)界面聚合反應(yīng)引入至聚酰胺層。通過改變聚合物添加量以及向水相溶液中加入乙腈和溴化鋰等添加劑改善溶劑組成以優(yōu)化制膜工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比于初始的反滲透膜,基于HBPO-star-PEO-OH改性的反滲透復(fù)合膜的分離性能和膜結(jié)構(gòu)均得到了改善。當(dāng)HBPO-star-PEO-OH添加量為0.01 wt%,水相助劑溴化鋰含量為0.05 wt%時(shí),改性膜的分離性能最佳,其水通量為28.0 LMH,脫鹽率可達(dá)98.9%,并且膜的分... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

S-CF模型[20]

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4米級。假設(shè)膜表面存在直徑小于或等于2ti的孔，在氯化鈉溶液一側(cè)施加壓力時(shí)，純水層將通過孔隙，在膜的另一側(cè)作為滲透液流出。如果膜表面存在孔徑大于2ti的孔隙時(shí)，氯化鈉溶液會從孔的中心流出，導(dǎo)致氯化鈉泄漏到滲透液中（圖1-1）。圖1-1S-CF模型[20]Figure1-1.PS-CFmodel[20]在上述模型的基礎(chǔ)上，反滲透膜表面需要具有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)，即鹽水可在膜/溶液界面形成純水層的同時(shí)膜表面存在適當(dāng)大小的孔。（2）溶解-擴(kuò)散（S-D）模型一些研究人員如Lonsdale等人認(rèn)為反滲透膜表面是無孔的，提出了目前普遍認(rèn)同的溶解擴(kuò)散模型[21-24]。根據(jù)S-D模型，水和鹽都在一側(cè)吸附在膜中，通過膜擴(kuò)散并在另一側(cè)解吸。圖1-2S-D模型[20]Figure1-2.S-Dmodel[20]溶解擴(kuò)散模型基于“無孔”膜的概念。在溶解擴(kuò)散模型中，水通過反滲透膜的傳輸過程分為三步:（1）水分子吸附到反滲透膜表面，（2）通過膜擴(kuò)散，（3）從膜的滲透側(cè)解吸。一旦水分子吸附到反滲透膜表面，穿過膜的（水-膜系統(tǒng)）水濃度梯度將導(dǎo)致水分子沿濃度梯度向下擴(kuò)散到膜的滲透側(cè)。然后，水分子從膜上解吸，成為整體滲透液的一部分。通過反滲透膜的水通量（Ji）可由以下方程式表示:

?ㄎ露確段В?℃~45℃）和pH范圍（1~11）以及較好的耐生物污染性能和長期使用穩(wěn)定性。因此聚酰胺反滲透復(fù)合膜被廣泛應(yīng)用于世界各地的商用海水淡化廠[30]。然而，聚酰胺膜在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些問題，例如膜在使用過程中會被污染。細(xì)菌等微生物污染物會在膜表面形成生物膜，隨后通過靜電相互作用、氫鍵等物理化學(xué)相互作用穩(wěn)定存在于膜表面。隨著時(shí)間的推移，生物膜增加了水滲透的阻力，降低了水通量。此外生物膜會阻礙原液測鹽的擴(kuò)散，降低了鹽溶液的通量，加劇了濃差極化導(dǎo)致膜的滲透性和選擇性顯著降低[31,32]。圖1-3膜表面生物膜形成階段的示意圖[33]Figure1-3.Schematicdiagramofbiofilmformationstageonmembranesurface[33]此外水溶液中的游離氯會攻擊活性層的酰胺鍵，發(fā)生N-氯化反應(yīng)和伴隨的環(huán)


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