耐酸型渗透汽化膜的制备
随着浓盐水零排放需求的日益紧迫，渗透汽化在水处理技术中占有越来越重要的位置。渗透汽化技术具有节能高效、环境友好、操作方便等优点，但仍需要调整膜结构以适应待处理废水的需求。对于大量酸性工业废水，目前仍没有化学性质稳定的渗透汽化膜可用于酸性废水浓缩。已知的耐酸膜材料包括基于芳香环、聚醚聚酯、砜基、杂环、聚酰胺、聚磺酰胺等类型的聚合物。本文借鉴了其他耐酸性膜材料的经验，结合渗透汽化技术自身的特点和要求，研究并制备了耐酸型渗透汽化复合膜。 通过对耐酸性膜材料的比较，选取聚磺酰胺(PSA)作为渗透汽化复合膜的分离层材料。使用小分子物质，通过界面聚合的方法在两相溶液中制备了自支撑PSA薄膜，并对浸酸前后的PSA进行表征，证明其具有良好的耐酸性能。在聚醚砜(PES)支撑层上制备了聚磺酰胺-聚醚砜(PSA-PES)复合膜。该复合膜对75℃下35000ppm的氯化钠(NaCl)溶液进行渗透汽化分离时，水通量为10.1kg·m-2·h-1，截盐率为99.37％;为测试PSA-PES复合膜的耐酸性能，在75℃高温下浓缩10wt％H2SO4，600min内能够维持稳定的膜分离性能，展示了PSA-PES复合膜良好的耐酸性。 为进一步提高渗透汽化膜的水通量，使用聚乙烯亚胺(PEI)高分子作为水相溶液中的单体代替之前体系中的小分子物质，制备了新型PEIPSA-PES复合膜。使用该膜对35000ppm氯化钠(NaCl)溶液脱盐时，水通量达到50±1kg·m2·h-1，截盐率为99.93％。由于PEI的引入使得聚磺酰胺的亲水性提高，同时提高了水通量。通过在20wt％H2SO4中进行静态浸酸实验及使用10wt％H2SO4进行高温动态过酸实验，分离性能基本维持不变，证明该膜具有良好的耐酸性及热稳定性。
废水处理;渗透汽化膜;聚磺酰胺;聚醚砜;界面聚合;耐酸性;热稳定性
北京化工大学
硕士
材料工程
曹兵;李尚志
2020
中文
X703.5
2020-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）