界面聚合制备新型结构聚酰胺复合纳滤膜
纳滤膜是一种压力驱动膜,一般操作压力在0.5～2.0MPa,分离特性介于超滤和反渗透之间。平均孔径为纳米级,可广泛用于分离分子量在200～2000的物质,并且对多价离子有较高的分离特性。目前制备纳滤膜的方法最常见的为复合法,即在基膜上通过涂覆、界面聚合等方法制备具有纳滤级别的功能层,因此复合膜是由支撑体和超薄功能层构成。一般常用的支撑体为超滤膜,这些膜具有表面平整,中间为指状大孔的非对称结构。这样的结构往往含有较多的死端孔,严重影响复合膜的水通过量。因此本文探索了以不同结构的基膜为支撑体通过界面聚合方法制备复合膜,主要工作如下:
以聚醚砜大孔支撑体为基膜,以间苯二胺(MPDA)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体成功制备了聚酰胺复合纳滤膜。通过单一变量研究了单体浓度、聚合时间和预压时间对复合膜分离性能的影响。在此基础上选用间苯二胺(MPDA)、哌嗪(PIP)、三乙烯四胺(TETA)、乙二胺(EDA)分别与TMC反应制备出四种聚酰胺复合纳滤膜。通过全反射红外光谱(ATR-FTIR.)和扫描电子显微镜(SEM)对复合纳滤膜结构和形貌进行表征,证实了功能层的存在。分别评价了不同复合膜对Na2SO4、NaCl、MgSO4、MgCl2四种盐的脱除效果。结果表明,MPDA／TMC复合膜和PIP／TMC复合膜对二价阴离子具有较好的脱除效果；TETA／TMC复合膜对二价阳离子具有较好的脱除效果；EDA／TMC复合膜功能层不完善对四种盐的脱除效果较差。
以聚丙烯(PP)纤维膜为支撑体,通过界面聚合方法制备新型结构复合纳滤膜。首先利用臭氧处理接枝丙烯酰胺的方法来提高PP纤维膜的亲水性,主要研究了臭氧处理时间对聚丙烯纤维膜机械性能、接枝率和亲水性的影响。然后在亲水改性的聚丙烯纤维膜上,以间苯二胺(MPDA)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体制备新型结构的复合纳滤膜。采用ATR-FTIR分析膜表面化学组成的变化,采用SEM观察了膜的表面形貌结构。测试了不同臭氧处理条件下复合膜对Na2SO4和固绿(FCF)的截留性能。实验结果表明,亲水性越好,越容易形成致密完善的功能层；相同条件下复合膜对固绿的截留率高于Na2SO4的截留率。
界面聚合;聚酰胺纳滤膜;臭氧处理;分离性能
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
曹兵
2011
中文
TQ323.6;TQ320.721
82
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）