材料物理畢業(yè)論文聚酰胺納濾膜的制備及其性能研究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　聚酰胺納濾膜的制備及其性能研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 材料物理

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　聚酰胺納濾膜的制備及其性能研究</p>

3、;<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　聚酰胺納濾膜材料在污水處理和海水淡化具有重要的應(yīng)用，因此本文從制備基膜和聚酰胺層開始進(jìn)行探索。實(shí)驗(yàn)運(yùn)用相轉(zhuǎn)化法制備基膜，通過調(diào)節(jié)聚砜和聚乙二醇600的濃度，通然后經(jīng)過膜性能評價(jià)表明22%PSF、22%PEG-600的基膜性能最好，被選為聚酰胺納濾膜的基膜。第二步聚酰胺交聯(lián)層的制備采用了界面聚合的方法，探討了MPD/TM

4、C濃度、水相添加劑(TEA/CSA和NaHCO3)濃度對復(fù)合納濾膜的性能影響。結(jié)果表明，當(dāng)NaHCO3添加量為3wt%時(shí)，膜性能最優(yōu)。MPD/TMC=2wt%/0.2wt%，TEA/CSA=1wt%/2wt%時(shí)，膜性能最優(yōu)。同時(shí)，還進(jìn)行多次界面聚合的探索，結(jié)果表明鍍膜兩次時(shí)達(dá)到最佳。</p><p>　　關(guān)鍵詞：芳香聚酰胺；聚砜基膜；復(fù)合膜；納濾膜；界面聚合</p><p>　　Prepa

5、ration and properties of polyamide nanofiltration membrane</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Polyamides nanofiltration membrane materials have important applications in sewage treatm

6、ent and seawater desalination.Experiment using reforming process preparation of basement membrane, by adjusting the concentration of polysulfone and polyethylene glycol (PEG) 600, links, and then by 22%, according to the

7、 performance evaluation of the film on film performances of PSF, 22% PEG - 600, the best was selected as the base membrane of polyamide nanofiltration membrane.The effect of MPD/TMC concentra</p><p>　　Key wo

8、rds: aromatic polyamide;Polysulfoxide radical membrane;Composite film;Nanofiltration membrane;Interface aggregation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p>

9、;<p>　　1.1 課題研究背景及意義1</p><p>　　1.2 膜分離技術(shù)2</p><p>　　1.3 納濾膜綜述2</p><p>　　1.3.1 納濾膜的發(fā)展歷程2</p><p>　　1.3.2 納濾膜材料的發(fā)展3</p><p>　　1.3.3 納濾膜的分類及制備方法簡介4&

10、lt;/p><p>　　1.4 基膜的制備：浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法5</p><p>　　1.5 復(fù)合納濾膜：MPD與TMC的界面聚合成膜機(jī)理6</p><p>　　第二章 聚砜基膜的制備及性能研究7</p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)部分7</p><p>　　2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器及其制備7</p>

11、<p>　　2.1.2 聚砜基膜的制備8</p><p>　　2.1.3 聚砜基膜的表征8</p><p>　　2.2 結(jié)果與分析10</p><p>　　2.3 本章小結(jié)12</p><p>　　第三章 復(fù)合納濾膜的制備及性能研究13</p><p>　　3.1 實(shí)驗(yàn)部分13</p>

12、;<p>　　3.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品、儀器及制備13</p><p>　　3.1.2 聚酰胺納濾膜的制備14</p><p>　　3.1.3 聚酰胺納濾膜的表征15</p><p>　　3.2 結(jié)果與分析16</p><p>　　3.3 工藝改進(jìn)及結(jié)果分析18</p><p>　　3.4 本章小結(jié)

13、19</p><p>　　第四章 結(jié)論21</p><p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景及意義<

14、/p><p>　　據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)顯示，在全球的水資源中，海水的占比大于96%，苦咸水的占比約為1%，而淡水的占比僅僅只有0.8%，可見淡水資源缺乏的問題已經(jīng)成為全球共識(shí)[1]。而中國則是全球眾多國家中淡水資源最稀缺的十余個(gè)國家之一。由2013年國家水利部發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可知，我國的淡水資源總量雖然高達(dá)27957.9億立方米，但人均水資源占有量僅有約2055立方米，甚至無法達(dá)到世界平均水平的四分之一(即8840立方米)[2

15、]。如果再扣除掉很難被有效利用的洪水、分布散亂的溪流和埋藏較深難以挖掘的地下水資源，我國的人均水資源占有量則僅剩下了900立方米左右，尋求能有效利用淡水資源辦法的問題迫在眉睫。</p><p>　　與此同時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)規(guī)模的快速膨脹和人口數(shù)量的大幅增長，農(nóng)、工、商三業(yè)的用水需求量在不斷地增加，再加之淡水資源在各處儲(chǔ)量具有不均性與有限性，導(dǎo)致淡水資源短缺的問題越發(fā)嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國大大小小的670多個(gè)城鎮(zhèn)中，有4

16、00個(gè)以上的城鎮(zhèn)出現(xiàn)了或多或少的供水緊缺問題，其中又有110余個(gè)城鎮(zhèn)處于嚴(yán)重缺水的狀態(tài)；而且工業(yè)化產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展所帶來的廢水污染問題也是日益令人憂心，在我國500多條大型江河中，遭到了不同程度的污染的占比超過了80％，被污染的主要原因就是工業(yè)廢水的大量排放[3]。在淡水資源缺乏和水環(huán)境被大量污染的現(xiàn)況下，為了緩解淡水資源稀缺所帶來的巨大壓力，研發(fā)與應(yīng)用高效的水處理技術(shù)將是一個(gè)解決問題的重要方法，而納濾(NF)膜就是其中一個(gè)重要的手段。&

17、lt;/p><p>　　聚砜(PSF)膜的抗氧化性、熱穩(wěn)性、耐水解性以及力學(xué)性能都十分優(yōu)異，且用PSF材料所制備的膜具有平均孔徑范圍寬、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。所制膜若平均孔徑較小，即是可用于截留低分子量有機(jī)物的超濾膜(UF)；所制膜若平均孔徑較大，則為有較大水通量的微濾膜(MF)[4]。</p><p><b>　　1.2 膜分離技術(shù)</b></p><p

18、>　　膜分離技術(shù)所選關(guān)鍵材料是具有選擇透過性的納濾膜和超濾膜，主要是利用膜兩側(cè)的壓力差，來對污水或其他物質(zhì)進(jìn)行分離提純的過程[4]。根據(jù)孔徑大小與過濾精度可以劃分成反滲透(RO)膜、納濾(NF)膜、超濾(UF)膜、微濾(MF)膜四種[5]。在這四種操作壓力范圍、平均孔徑大小各不相同的膜中，反滲透膜和納濾膜能承受較高壓力的驅(qū)動(dòng)，而超濾膜和微濾膜則只能承受較低的驅(qū)動(dòng)壓力。</p><p>　　微濾膜(MF)之所

19、以被稱為低壓驅(qū)動(dòng)膜是因?yàn)檫@種膜的操作壓力不得高于0.2 MPa也不能低于0.01Mpa，是依靠靜壓差來作為推動(dòng)力，分離機(jī)理則是屬于篩孔分離原理。在膜分離過程中，主要起作用的是膜的物理結(jié)構(gòu)，因此用來判定膜性能優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是平均孔徑、最大孔徑、膜厚度、孔隙率與孔徑分布等因素。微濾膜平均孔徑一般在0.05~10μm之間，去除的范圍包括氣、液兩相中的微生物、細(xì)菌和懸浮顆粒之類的細(xì)小顆粒。</p><p>　　超濾膜(UF)

20、的分離機(jī)理屬于機(jī)械篩分原理，影響其分離特性的因素主要包括平均孔徑、孔徑分布、表面性質(zhì)三點(diǎn)。大部分超濾膜所使用的制備方法是相轉(zhuǎn)化法，起分離作用的是位于膜上方的表面功能層，而起支撐作用則是位于表面層下方的結(jié)構(gòu)多孔層[5]。UF孔徑約為0.002~1 μm，膜的截留分子量指的是膜脫鹽率大于90%時(shí)的最小分子量，范圍一般在500到十萬之間[6]。超濾膜的三種截留方式如下：發(fā)生在膜表面上的機(jī)械截留與吸附作用，以及僅發(fā)生在膜孔內(nèi)的吸附作用。<

21、/p><p>　　納濾膜(NF)又名疏松型反滲透膜，與反滲透(RO)膜在材料的選擇方面以及制備工藝方面在大體程度上可以說是趨于一致[7]。NF的孔徑大約為0.5~2nm，截留分子量范圍在兩百到兩千之間，在分離過程中不僅能截留部分能從UF膜中透過的分子量較小的有機(jī)物，還可以透過部分在RO膜中無法透過的低價(jià)離子，因而具有廣闊的應(yīng)用前景[8]。</p><p><b>　　1.3 納濾膜綜

22、述</b></p><p>　　1.3.1 納濾膜的發(fā)展歷程</p><p>　　NF的研究記錄最早記載于1970年代，是一種名為NS-300的膜。這種膜是J.E.Cadotte等人通過界面聚合反應(yīng)制得的，原材料是TMC/ICI與哌嗪。因?yàn)檫@種膜的操作壓力不得高于1.5MPa，因此又將其稱為疏松型反滲透膜[9]。在這以后NF分離技術(shù)得到了更大的進(jìn)展，各國學(xué)者們針對不同應(yīng)用領(lǐng)域開

23、發(fā)出了一系列不同性能的納濾膜。現(xiàn)階段關(guān)于納濾膜的研究方向分為有機(jī)和無機(jī)兩種。</p><p>　　圖1-1 納濾膜的透過原理</p><p>　　我國對納濾膜的研究記錄最早是在1990年代，但直到1993年“納濾膜”這個(gè)概念才被某位院士正式提出[10]。在這以后，納濾膜分離技術(shù)才受到了諸多科研人士的廣泛關(guān)注。隨著膜分離技術(shù)的革新，納濾膜分離技術(shù)已漸漸成為了這一領(lǐng)域的熱門研究方向之一。目前，

24、國內(nèi)外研究學(xué)者們已經(jīng)研制出了芳香聚酰胺復(fù)合納濾膜、聚苯醚砜涂層納濾膜、纖維素混合納濾膜等多種可廣泛應(yīng)用的復(fù)合膜，并針對其成膜與分離機(jī)理以及實(shí)際應(yīng)用方面進(jìn)行了大量且詳細(xì)的討論分析。這一切不僅大幅推動(dòng)了納濾膜分離技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)展革新，也在很大程度上推廣了這種科技在工業(yè)界的使用[10]。</p><p>　　1.3.2 納濾膜材料的發(fā)展</p><p>　　隨著膜分離技術(shù)的不斷發(fā)展革新，目前在實(shí)際

25、應(yīng)用方面對膜材料的切割分子量(MWCO)、機(jī)械強(qiáng)度等力學(xué)性能以及穩(wěn)定性、耐溶劑性等化學(xué)性能均有了不同程度的要求。因此，科研人士們運(yùn)用基膜表面改性、膜材料改性、改良制膜工藝等方式，有效提高了膜的分離效率和滲透通量等性能，主要研究目的是將膜的使用壽命延長，并幫助其擁有更良好的穩(wěn)定性、親水性、耐溶劑性等多種性能[11]。</p><p>　　例如：通過用原位聚合法制成的聚亞胺酯(PU)材料經(jīng)過交聯(lián)處理后可以制成耐溶劑型

26、復(fù)合納濾膜，這種膜得最大特點(diǎn)是擁有其他膜無法比擬的強(qiáng)大的耐溶劑性，在許多種不同的有機(jī)溶劑環(huán)境下均可以使用[11]。等離子體接枝法可以用于制備聚二甲基硅氧烷(PDMS)納濾膜。這種膜最早是由Aerts 等人制備出來的。由于這種膜擁有進(jìn)行了交聯(lián)處理的膜表層，所以這種膜不僅在非極性溶液中的溶脹問題得到了有效解決，同時(shí)還大幅提升了在非質(zhì)子溶劑中的選擇透過性[11]。通過界面聚合法用芳香聚酰胺材料制成的荷負(fù)電復(fù)合納濾膜則是可以有效地截留水相中的高

27、價(jià)陰離子。</p><p>　　1.3.3 納濾膜的分類及制備方法簡介</p><p>　　納濾膜的分類方式多種多樣，依據(jù)不同的評判標(biāo)準(zhǔn)可以將納濾膜劃分出不同的種類。例如根據(jù)其成膜材料的荷電性進(jìn)行分類，可分為荷電與非荷電兩種；而根據(jù)膜材料與成膜工藝，納濾膜則可分成有機(jī)高分子納濾膜、無機(jī)納濾膜及有機(jī)無機(jī)納濾膜三種[9]。目前市面時(shí)納濾膜的產(chǎn)品大部分都是有機(jī)高分子納濾膜。實(shí)驗(yàn)室中常用于制備這種

28、膜的方法有沉浸凝膠相轉(zhuǎn)化法、共混法、復(fù)合法等。</p><p>　　1.3.3.1 沉浸凝膠相轉(zhuǎn)化法</p><p>　　用某種方法對均相溶液的物化狀態(tài)進(jìn)行改變，使溶液中發(fā)生相分離從而導(dǎo)致聚合物的溢出并轉(zhuǎn)變?yōu)槟z的方法被稱為沉浸凝膠相轉(zhuǎn)化法，又稱L-S相轉(zhuǎn)化法，因?yàn)槭怯蒐oeb和Scurirajan二人最先提出使用的[10]。鑄膜液可通過溶劑蒸發(fā)的方式可實(shí)現(xiàn)由液態(tài)轉(zhuǎn)為凝膠態(tài)的過程。<

29、/p><p>　　1.3.3.2 共混法</p><p>　　共混法是指在制備鑄膜液的時(shí)候采用混合多種不同物質(zhì)的方式，并在液態(tài)時(shí)進(jìn)行沉積從而成膜的方法[9]。由于在鑄膜液中不同的聚合物與添加劑、溶劑的相容性各不相同，因此在沉積過程中，所選用的不同聚合物分別對膜的的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)(孔徑大小與分布情況、孔隙率等)都存在著較大影響。</p><p>　　1.3.3.3 復(fù)合法&

30、lt;/p><p>　　先制成多孔支撐層(即基膜)，然后于基膜上覆蓋一層致密的交聯(lián)層的方法稱為復(fù)合法[13]。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以將基膜和表面致密層的制備過程分開，使二者的性能分別符合所需。復(fù)合法制備納濾膜由于可以根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域選取不同材料、工藝進(jìn)行搭配制備多孔支撐層與表層致密層，制出具有高分離性能的復(fù)合納濾膜，現(xiàn)在已漸漸成為了分離膜研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。</p><p>　　1.4 基膜的制備：

31、浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法</p><p>　　在1960年代首次被人提出的浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法是一種濕法制膜工藝。浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法的鑄膜液是由聚合物、溶劑、非溶劑、致孔劑等多種物質(zhì)相混合制成，由于會(huì)出現(xiàn)溶劑-非溶劑的雙擴(kuò)散現(xiàn)象，因此在進(jìn)行凝膠浴時(shí)會(huì)出現(xiàn)凝膠化現(xiàn)象[11]。</p><p>　　膜形成過程受到熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)兩種因素的共同影響。決定了鑄膜液如何進(jìn)行分相的是熱力學(xué)因素，而動(dòng)力學(xué)因素則影響的則

32、是鑄膜液分相的速度[14]。根據(jù)距離鑄膜液進(jìn)入凝固浴才發(fā)生分相的時(shí)間長短可分為瞬時(shí)、延時(shí)兩種。一般而言，瞬時(shí)液-液分相偏向于生成多孔結(jié)構(gòu)，而延時(shí)液-液分相偏向于生成致密結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖1-2 聚合物、溶劑、非溶劑的三元相圖</p><p>　　如圖1-2所示，當(dāng)在鑄膜液中出現(xiàn)了液-液分相的現(xiàn)象時(shí)，即貧、富聚合物兩種相剛好處于相對平衡時(shí)，組分j在貧、富聚合物兩種相中的化學(xué)位相同

33、。此時(shí)體系貧富兩相共存的亞穩(wěn)態(tài)可以用雙節(jié)線表示，不穩(wěn)分相區(qū)的邊界線即為旋節(jié)線。這兩條線的相交點(diǎn)被稱為臨界分相點(diǎn)，而夾在兩條線中間的部分代表了亞穩(wěn)互溶分相區(qū)，旋節(jié)線以內(nèi)代表的是不穩(wěn)分相區(qū)，其他部分則代表了均相區(qū)。</p><p>　　非溶劑不斷從外部進(jìn)入鑄膜液，一點(diǎn)點(diǎn)打破了鑄膜液中原本存在的熱力學(xué)平衡，導(dǎo)致了液-液分相現(xiàn)象的發(fā)生，在鑄膜液形成貧、富兩種聚合物相，其中分相有雙節(jié)線、旋節(jié)線兩種分相機(jī)制。</p&g

34、t;<p>　　鑄膜液進(jìn)入凝固浴的瞬間就開始發(fā)生液-液分相的現(xiàn)象被稱為瞬時(shí)分相。延時(shí)分相則是指鑄膜液進(jìn)入凝固浴時(shí)先保持在均相區(qū)域，經(jīng)過一段時(shí)間的溶劑-非溶劑交換后才出現(xiàn)液-液分相的現(xiàn)象[17]。圖1-3展示的是兩種分相方式在鑄膜液進(jìn)入凝固浴那個(gè)瞬間的組成變化，曲線表示膜內(nèi)各點(diǎn)在進(jìn)入凝固浴那個(gè)瞬間的組成情況，膜底層用A指代，膜表面用B指代。</p><p>　　圖1-3 鑄膜液進(jìn)入凝固浴瞬間的組成示意

35、圖</p><p>　　圖1-3(a)顯示的是鑄膜液體系發(fā)生瞬時(shí)分相時(shí)的組成情況。通過觀察得知，Ｂ線下方即其膜致密表層的下方的組成穿過了雙節(jié)線，表明從鑄膜液進(jìn)入凝固浴的那一刻開始，膜致密表層下方的組分就出現(xiàn)了液-液分相的現(xiàn)象，所生成的膜偏向于多孔結(jié)構(gòu)。圖1-3(b)顯示的是鑄膜液體系發(fā)生延時(shí)分相時(shí)的組成情況。通過觀察得知，膜表層下方的組分并沒有接觸到分相區(qū)域，而是依舊保持在均相區(qū)域，需要經(jīng)過一段時(shí)間的溶劑-非溶劑

36、交換后，才能最終出現(xiàn)液-液分相的現(xiàn)象，所生成的膜也偏向于致密結(jié)構(gòu)而不是多孔結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1.5 復(fù)合納濾膜：MPD與TMC的界面聚合成膜機(jī)理</p><p>　　圖1-4 MPD與TMC的反應(yīng)方程式</p><p>　　MPD與TMC的反應(yīng)方程式如圖1-4所示。眾所周知的是，水相單體在有機(jī)相中往往具有比較大的溶解度，因此擴(kuò)散能力較強(qiáng)(MPD易溶于正己烷

37、)，而有機(jī)相單體遇到水相則容易有水解反應(yīng)發(fā)生(TMC和水反應(yīng)會(huì)生成羧基)。研究表明反應(yīng)剛開始時(shí)會(huì)在兩相的接觸面處進(jìn)行，而后反應(yīng)則慢慢轉(zhuǎn)移至聚合物(反應(yīng)生成)與有機(jī)相界面處，從而生成聚酰胺層。與此同時(shí)，新生成的聚酰胺層會(huì)阻礙MPD由水相向有機(jī)相中的擴(kuò)散過程，導(dǎo)致MPD的擴(kuò)散速率降低[12]。于是聚酰胺層隨著反應(yīng)的進(jìn)行變厚，致密度也不斷提高，進(jìn)一步阻止了MPD的擴(kuò)散，降低聚合反應(yīng)的速率。所以說界面聚合具有自抑制性和自封閉性。聚酰胺層完全抑制

38、了MPD的擴(kuò)散進(jìn)程即為反應(yīng)完成的標(biāo)志。</p><p>　　第二章 聚砜基膜的制備及性能研究</p><p><b>　　2.1 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p>　　2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器及其制備</p><p>　　實(shí)驗(yàn)主要材料如下表2-1所示：</p><p>　　表2-1 實(shí)驗(yàn)藥品列表

39、</p><p>　　Table.2-1 Major drugs of the experiment</p><p>　　表2-2 實(shí)驗(yàn)儀器列表</p><p>　　Table.2-2 The instruments used in experiments</p><p>　　2.1.2 聚砜基膜的制備</p><p>

40、;　　將聚砜樹脂顆粒于40℃的烘箱中干燥大約8個(gè)小時(shí)。</p><p>　　按一定的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱取N,N二甲基乙酰胺(DMAc)與PEG-600倒入玻璃燒瓶內(nèi)混合均勻后，再倒入稱量完成的PSF。將玻璃燒瓶放入油浴鍋內(nèi)(70℃)進(jìn)行攪拌加熱12個(gè)小時(shí)，直至鑄膜液變得澄澈透明。</p><p>　　將鑄膜液倒入錐形瓶中，密封防止水蒸氣與鑄膜液接觸，放在水浴恒溫振蕩器中超聲3個(gè)小時(shí)。</p&

41、gt;<p>　　將鑄膜液倒入自制的刮膜設(shè)備中，然后用0.2mm的細(xì)銅絲作為鑄膜液的厚度，用玻璃棒將鑄膜液均勻刮涂在無紡布上，迅速將之放到去離子水中凝固中成膜，靜置十分鐘。</p><p>　　將膜取出，放在去離子水中保存5~8個(gè)小時(shí)。然后用去離子水反復(fù)沖洗幾遍，裝袋放入冰箱中保存。</p><p>　　2.1.3 聚砜基膜的表征</p><p>　　

42、本章膜所采用的表征手段：</p><p>　　傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析表征：使用傅里葉變換紅外光譜儀(IR-750，Nicolet公司)對復(fù)合納濾膜進(jìn)行表征。樣品制備流程如下：在使用大量去離子水對薄膜樣品進(jìn)行充分的清洗后，在40℃下對樣品進(jìn)行為期24h的真空干燥，將樣品內(nèi)吸附的水份除凈，然后將膜樣品剪成適量大小，放入研缽內(nèi)與溴化鉀混合后一起進(jìn)行充分研磨，之后用液壓泵進(jìn)行壓片處理。</p>

43、<p>　　靜態(tài)接觸角(CA)分析表征：測定膜親水性所用的是在真空中進(jìn)行了24h干燥的膜，然后靜態(tài)接觸角測試儀(DataPhysics OSA，DataPhysics 公司)進(jìn)行接觸角測試。去離子水滴與膜表面相接觸后，會(huì)形成一個(gè)氣液固三相界面，液-膜界面與液-氣界面間所夾的夾角就是表征所需要的數(shù)據(jù)[13]。接觸角比90度小代表了膜表面屬于親水性；接觸角比90度大則表示膜表面屬于疏水性[16]。接觸角的數(shù)值在一定程度上體現(xiàn)了膜表

44、面潤濕性的強(qiáng)弱，接觸角越小代表著膜材料的親水性越好[17]。為了排除誤差獲得精確值，膜接觸角的最終值需要通過測試同一張膜的五個(gè)不同部分的接觸角，并計(jì)算平均值得到。</p><p>　　基膜孔隙率與平均孔徑:基膜孔隙率的測量步驟如下：小心地裁下聚砜基膜背面的無紡布后，將其裁剪成合適的大小浸沒在去離子水中24h，然后取出并用濾紙將基膜表面的水珠擦凈，稱量其質(zhì)量并記錄為m濕，然后將其放入真空干燥箱中，設(shè)定溫度為40℃干

45、燥24h，稱量其質(zhì)量并記錄為m干，按照以下公式計(jì)算其孔隙率：</p><p>　　其中水的密度ρ水=0.998g/cm3，聚砜密度ρ0=1.23g/cm3。</p><p>　　基膜的平均孔徑計(jì)算公式為：</p><p>　　式中，是平均孔徑，單位：(nm)；指孔隙率；是水的粘度()；L指膜的厚度，單位：(m)；Ｑ是水流量，單位：(cm3/s)；Ａ指膜有效面積，單位

46、：(m2)；ΔP是操作壓力，單位：(Pa)。</p><p><b>　　超濾膜截留率：</b></p><p>　　將待測膜制成相同規(guī)格的3個(gè)膜樣品，用去離子水洗凈待用；</p><p>　　將上一步中制成的一個(gè)樣品置于樣品池中待測；</p><p>　　準(zhǔn)確稱取1.0g卵清白蛋白，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%氫氧化鈉溶液

47、使其溶解，然后將其移液到1000mL的容量瓶中，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%氫氧化鈉溶至刻度線后充分搖勻，配成濃度為1000mg/L的卵清白蛋白溶液，作為實(shí)驗(yàn)的測試溶液；</p><p>　　按順序鏈接膜測試裝置，將測試溶液加至恒溫儲(chǔ)液槽中；</p><p>　　為減小膜表面濃差極化帶來的影響，實(shí)驗(yàn)通過錯(cuò)流過濾的方法運(yùn)行膜測試裝置。調(diào)節(jié)測試水溫至25℃±0.5℃，緩慢調(diào)節(jié)跨膜壓差為0

48、.1MPa，調(diào)節(jié)測試系統(tǒng)內(nèi)膜面流速不低于0.25m/s，待系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行10min后收集濾過液與進(jìn)料液；</p><p>　　將濾過液與進(jìn)料液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%氫氧化鈉溶液稀釋成適當(dāng)倍數(shù)，然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%氫氧化鈉溶液作為參比，用1cm比色皿在紫外可見分光光度計(jì)上，在波長為280nm時(shí)，分別測定二者的吸光度值，將測出的吸光度值代進(jìn)卵清白蛋白的回歸方程，計(jì)算出卵清白蛋白濃度；</p><

49、;p>　　用計(jì)算結(jié)果[22]。R---截留率，%；---濾過液中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度，單位為(mg/L)---進(jìn)料液中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度，單位為(mg/L)</p><p><b>　　2.2 結(jié)果與分析</b></p><p>　　圖2-1 聚砜基膜的紅外光譜</p><p>　　實(shí)驗(yàn)中選用原材料是聚砜樹脂(PSF-P3500)，添加劑是聚乙二醇60

50、0(PEG-600)，溶劑是N-N二甲基乙酰胺，其中PSF質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為18%，20%，21%，22%，26%。PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為22%，18%，14%，10%。影響聚砜PSF基膜的性能與結(jié)構(gòu)的主要因素有聚砜的添加量，鑄膜液添加劑的種類與添加量，凝固浴的組成與溫度以及鑄膜液的溫度。以上任意一分因素的改變都會(huì)對最后制備的聚砜PSF基膜的性能和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。</p><p>　　圖2-2 PSF添加量對膜性能的

51、影響 圖2-3 PEG添加量對膜性能的影響</p><p>　　圖2-2是在保持其他影響因素不變的情況下，僅改變聚砜PSF在鑄膜液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的改變情況。在圖2-2中可以看出，隨著PSF質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，所制成膜的水通量不斷下降，而截留率卻呈現(xiàn)上升的態(tài)勢。同時(shí)，從圖2-4中可以看出膜的親水角在不斷地增大，說明基膜表面的親水性在隨之減弱。</p><p>　　但是

52、，在PSF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過22%到達(dá)26%時(shí)，水通量和截留率突然雙雙降至0。這是由于鑄膜液的黏度增加導(dǎo)致凝固浴時(shí)雙擴(kuò)散現(xiàn)象的發(fā)生受到了更大的阻礙，于是導(dǎo)致液-液分相的速度更加緩慢，使得反應(yīng)更傾向于生成具有致密結(jié)構(gòu)的基膜。并且，在聚砜濃度較高時(shí)，PSF分子鏈間的纏繞程度會(huì)有小幅度上漲，導(dǎo)致相分離時(shí)分子鏈段運(yùn)動(dòng)受阻，出現(xiàn)基膜孔隙率下降同時(shí)伴隨著孔徑減小的現(xiàn)象。綜上所述，我們選取了性能較為優(yōu)秀的22%的PSF的基膜進(jìn)行下一組實(shí)驗(yàn)。</p&

53、gt;<p>　　圖2-3是保持其他影響因素不變的情況下，僅改變所添加的PEG-600在鑄膜液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的改變情況。由圖2-3可以看出，隨著PEG-600質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不斷增大，所制得基膜的水通量有了明顯的上升現(xiàn)象，而截留率則似乎與該因素影響不大。不過通過對比可以看出，22%PSF，22%PEG-600的膜截留率和水通量數(shù)據(jù)都比較優(yōu)秀，因此我們選用該聚砜PSF膜作為下一步實(shí)驗(yàn)的基膜。</p>&

54、lt;p>　　圖2-4 聚砜濃度對接觸角的影響</p><p>　　表2-3 基膜孔隙率與平均孔徑數(shù)據(jù)</p><p>　　Table 2-3 porosity and average pore diameter data of base film</p><p>　　一般來說，PEG-600對基膜的影響主要有以下三點(diǎn)因素：</p><p&

55、gt;　　PEG-600會(huì)導(dǎo)致鑄膜液更加粘稠，降低了溶劑與非溶劑之間的擴(kuò)散速率，從而阻礙相轉(zhuǎn)化時(shí)雙擴(kuò)散現(xiàn)象的發(fā)生，使其出現(xiàn)延遲分相的現(xiàn)象，所以反應(yīng)會(huì)更利于海綿狀孔結(jié)構(gòu)的基膜的生成；</p><p>　　PEG-600會(huì)導(dǎo)致鑄膜液熱力學(xué)體系的不穩(wěn)定程度上升，使液-液相分離的速率大大加快，反應(yīng)會(huì)更利于指狀孔結(jié)構(gòu)的基膜的生成；</p><p>　　在浸入沉淀相轉(zhuǎn)化的過程中會(huì)有少許PEG-600在

56、基膜表面上溢出，導(dǎo)致微孔結(jié)構(gòu)的生成。</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章使用PSF為基膜材料，DMAc為溶劑，PEG-600為添加劑，探索了不同添加劑含量以義及不同PSF含量對基膜的截留率、水通量、親水性、孔隙率等影響。結(jié)果表明隨著PSF的添加量從14wt%降低至26wt%時(shí)，聚砜基膜表面的親水性被減弱，膜表面接觸角從基膜的

57、61.44°增加到76.26°，純水通量表現(xiàn)出了較大的下降趨勢，截留率則是先增大后減小的趨勢。另外還伴隨有平均孔徑減小，表面孔隙率明顯減小的現(xiàn)象。當(dāng)PEG-600添加量從10wt%增大至22wt%時(shí)，聚砜基膜的純水通量表現(xiàn)出了較大的上升趨勢，而截留率無太大變化，都在92%以上。當(dāng)PSF、PEG-600添加量皆為22wt%時(shí)，膜純水通量達(dá)到464.1L/(m2·h)，相較于10wt%PEG-600增加了355

58、.3L/(m2·h)，截留率大于99%，測試壓力為0.1MPa。實(shí)驗(yàn)選用此膜作為下一步實(shí)驗(yàn)使用的基膜。</p><p>　　第三章 復(fù)合納濾膜的制備及性能研究</p><p><b>　　3.1 實(shí)驗(yàn)部分</b></p><p>　　3.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品、儀器及制備</p><p>　　表3-1 實(shí)驗(yàn)藥品列表&

59、lt;/p><p>　　Table.3-1 Major drugs of the experiment</p><p>　　表3-2 實(shí)驗(yàn)儀器列表</p><p>　　Table.3-2 The instruments used in experiments</p><p>　　3.1.2 聚酰胺納濾膜的制備</p><p&g

60、t;　　1、水相添加劑為TEA/CSA的納濾膜的制備</p><p>　　在進(jìn)行聚合反應(yīng)之前，先將制備完成的基膜(低溫保存)進(jìn)行裁剪，大小與實(shí)驗(yàn)室的膜池大致相等，且使用前先放置于去離子水中浸泡半小時(shí)以上。</p><p>　　圖3-1 膜池使用示意圖</p><p>　　先配置有機(jī)相溶液(盡可能快的稱取足量的TMC，倒入稱量好的正己烷中，再進(jìn)行超聲溶解)，再配置水相

61、溶液(先取一部分去離子水溶解MPD，再另取一部分去離子水溶解水相添加劑，再進(jìn)行混合并充分超聲)，水相添加劑為TEA/CSA，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1wt%/2wt%。</p><p>　　配制好兩相溶液后，按照圖3-1的順序?qū)⒒す潭ㄔ谀た蛑?，之后用去離子水對基膜表面進(jìn)行沖洗至潔凈(兩到三遍為宜)，然后用濾紙輕輕擦凈表面剩余水滴(注意避免造成劃痕)。</p><p>　　洗凈基膜表面后，首先向膜池

62、中倒入配置好的水相溶液，直至完全浸沒基膜表面，水相處理2min后將水相溶液倒入廢液池，并快速用濾紙擦凈膜表面明顯的水滴。然后向膜池中倒入有機(jī)相溶液，也是直至完全浸沒基膜表面，界面聚合反應(yīng)也是2min。而后倒去有機(jī)相溶液，迅速用正己烷將膜表面沖洗一到兩遍，放入50℃的烘箱內(nèi)進(jìn)行10min的后處理程序。</p><p>　　最后，從烘箱內(nèi)取出制成的復(fù)合納濾膜，待其降至室溫后再用足量去離子水沖洗干凈后放入低溫去離子水中

63、保存。</p><p>　　2、水相添加劑為NaHCO3的納濾膜的制備</p><p>　　與制備水相添加劑為TEA/CSA的復(fù)合納濾膜的前置步驟類似，對基膜進(jìn)行裁剪沖洗并保存待用。</p><p>　　先配置有機(jī)相溶液(盡可能快的稱取足量TMC，倒入稱量好的正己烷中，超聲溶解)，再配置水相溶液(按一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱取MPD溶于適量去離子水中，超聲10min，然后再稱量

64、適量NaHCO3加入溶液中并進(jìn)行超聲溶解)。</p><p>　　配制好兩相溶液后，按照圖3-1的順序?qū)⒒す潭ㄔ谀た蛑校笥萌ルx子水對基膜表面進(jìn)行沖洗至潔凈(兩到三遍為宜)，然后用濾紙輕輕擦凈表面剩余水滴(注意避免造成劃痕)。</p><p>　　洗凈基膜表面后，首先向膜池中倒入配置好的水相溶液，直至完全浸沒基膜表面，水相處理2min后將水相溶液倒入廢液池，并快速用濾紙擦凈膜表面明顯的

65、水滴。然后向膜池中倒入有機(jī)相溶液，也是直至完全浸沒基膜表面，界面聚合反應(yīng)也是2min。而后倒去有機(jī)相溶液，迅速用正己烷將膜表面沖洗一到兩遍，放進(jìn)50℃的去離子水中進(jìn)行10min的水浴處理。</p><p>　　最后，從水浴池中取出制成的復(fù)合納濾膜，待其降至室溫后再用足量去離子水沖洗干凈后放入低溫去離子水中保存。</p><p>　　3.1.3 聚酰胺納濾膜的表征</p>&l

66、t;p>　　本章膜所采用的表征手段：</p><p>　　傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析表征：使用傅里葉變換紅外光譜儀(IR-750，Nicolet公司)對復(fù)合納濾膜進(jìn)行表征。樣品制備流程如下：在使用大量去離子水對薄膜樣品進(jìn)行充分的清洗后，在40℃下對樣品進(jìn)行為期24h的真空干燥，將樣品內(nèi)吸附的水份除凈，然后將膜樣品剪成適量大小，放入研缽內(nèi)與溴化鉀混合后一起進(jìn)行充分研磨，之后用液壓泵進(jìn)行壓片處理。<

67、;/p><p>　　靜態(tài)接觸角(CA)分析表征：測定膜親水性所用的是在真空中進(jìn)行了24h干燥的膜，然后靜態(tài)接觸角測試儀(DataPhysics OSA，DataPhysics 公司)進(jìn)行接觸角測試。去離子水滴與膜表面相接觸后，會(huì)形成一個(gè)氣液固三相界面，液-膜界面與液-氣界面間所夾的夾角就是表征所需要的數(shù)據(jù)[13]。接觸角比90度小代表了膜表面屬于親水性；接觸角比90度大則表示膜表面屬于疏水性[16]。接觸角的數(shù)值在一

68、定程度上體現(xiàn)了膜表面潤濕性的強(qiáng)弱，接觸角越小代表著膜材料的親水性越好[17]。為了排除誤差獲得精確值，膜接觸角的最終值需要通過測試同一張膜的五個(gè)不同部分的接觸角，并計(jì)算平均值得到。</p><p>　　膜水通量與脫鹽率的測定：在25℃，1.55MPa的條件下，將復(fù)合膜剪作合適的面積置于實(shí)驗(yàn)室裝置下，用濃度為2000ppm的氯化鈉(NaCL)溶液作為測試溶液進(jìn)行測試。水通量計(jì)算公式如下：</p>&l

69、t;p>　　在上式中，F(xiàn)指水通量，單位：[L/(m2·h)]；V為滲透液體積，單位：(L)；S為膜的有效面積，單位：(m2)；t為透水時(shí)間，單位：(h)。脫鹽率公式：</p><p>　　式中：Ｒ為膜的真實(shí)脫鹽率，CP為透過液的濃度，Cf為原液的濃度。</p><p><b>　　3.2 結(jié)果與分析</b></p><p>　　

70、圖3-2 聚酰胺與聚砜表面的衰減全反射紅外光譜圖</p><p>　　通常情況下，出現(xiàn)在1540cm-1附近的是酰胺集團(tuán)的碳氮(C-N)鍵的特征吸收峰，出現(xiàn)在1660cm-1附近的是碳氧(C=O)雙鍵的衰減吸收峰，而出現(xiàn)在1610cm-1附近的則是苯環(huán)的吸收峰[31-34]。從圖3-2可以看出，將聚砜PSF基膜與聚酰胺層的紅外光譜圖線經(jīng)過比較后發(fā)現(xiàn)了明顯的不同的三個(gè)峰。在聚酰胺層(紅線)的全反射紅外衰減曲線中比起

71、聚砜基膜(黑線)來說，在1544cm-1，1660cm-1兩處有著曲線十分明顯的吸收峰，說明膜的表面上已經(jīng)通過反應(yīng)生成了聚酰胺鍵。而在1610cm-1處出現(xiàn)了曲線較為平滑的吸收峰，這也許是連接在聚酰胺層上的苯環(huán)產(chǎn)生的吸收峰。綜上所述MPD與TMC通過界面聚合反應(yīng)在聚砜PSF基膜上形成了聚酰胺交聯(lián)層，即實(shí)驗(yàn)成功地在聚砜基膜表面合成了聚酰胺納濾膜[35]。</p><p>　　圖3-3 MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)對膜性能

72、的影響 圖3-4 碳酸氫鈉含量對膜性能的影響</p><p>　　由圖3-3看出，復(fù)合膜的截留率隨著MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而快速上升，純水通量則逐漸下降。顯然MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)對復(fù)合膜截留率影響大于水通量。這說明隨著MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的加大，截留率的上升不是特別明顯，說明當(dāng)MPD與TMC進(jìn)行一段時(shí)間的反應(yīng)聚合形成比較完整的聚酰胺交聯(lián)層后，其脫鹽率基本上就到達(dá)了最高值，即使脫鹽層的厚度繼續(xù)增加，也

73、無法對截留率產(chǎn)生較為明顯的影響。如果MPD/TMC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大，則會(huì)導(dǎo)致水通量呈現(xiàn)大幅度下降態(tài)勢，且下降程度遠(yuǎn)大于截留率的上升程度，說明隨著MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的増大，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)所生成的脫鹽層厚度增加，逐漸對水通量造成更大的影響。說明截留率與水通量不可兼得。由圖3-5看出，MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)對親水角的影響并非特別明顯，親水角僅有小幅度降低的趨勢。</p><p>　　圖3-5 MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)對

74、接觸角的影響 圖3-6 碳酸氫鈉含量對接觸角的影響</p><p>　　由圖3-4看出，當(dāng)碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%即不添加水相添加劑時(shí)，復(fù)合膜的截留率偏低但水通量較為理想，說明此時(shí)界面聚合反應(yīng)時(shí)，生成的HCL阻礙了聚酰胺層的交聯(lián)，造成界面未形成致密的聚酰胺層。而當(dāng)碳酸氫鈉(NaHCO3)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由3%上升至9%時(shí)，復(fù)合納濾膜的水通量和截留率都出現(xiàn)了輕微的下降現(xiàn)象，說明NaHCO3過量對聚酰胺層的交聯(lián)構(gòu)成了

75、阻礙效果，因此在實(shí)驗(yàn)時(shí)為了制出性能優(yōu)良的復(fù)合膜應(yīng)該謹(jǐn)慎控制水相添加劑的添加量。由圖3-6看出，隨著碳酸氫鈉濃度的增大，納濾膜的接觸角迅速減小，代表著膜的親水性在迅速增強(qiáng)。</p><p>　　3.3 工藝改進(jìn)及結(jié)果分析</p><p>　　實(shí)驗(yàn)所制備的緩沖劑為NaHCO3的納濾膜數(shù)據(jù)大體較為理想，但是緩沖劑為TEA/CSA的納濾膜的水通量并不令人滿意。于是選用三組膜中截留率較為理想的T 3

76、-1進(jìn)行下一步工藝改進(jìn)。通過查閱資料得知，想要獲得數(shù)據(jù)更好的納濾膜，有一種較為簡便的方法，就是增加鍍膜次數(shù)[36]。通過多次鍍膜來完善基膜表面的聚酰胺層，然后獲得更高的截留率和水通量。所選取的納濾膜的具體參數(shù)如下：2wt%濃度的間苯二胺，0.2wt%濃度的均苯三甲酰氯，三乙胺與樟腦磺酸濃度比為1wt%/2wt%，水相處理時(shí)間2min，有機(jī)相處理時(shí)間2min，后處理時(shí)間10min，溫度50℃。</p><p>　　

77、圖3-7 鍍膜次數(shù)對膜性能的影響 圖3-8 鍍膜次數(shù)對接觸角的影響</p><p>　　由圖3-7看出，進(jìn)行了二次鍍膜的納濾膜，在截留率和水通量方面都有了大幅度的提升；而進(jìn)行了三次鍍膜的納濾膜，雖然水通量和截留率都不如納濾膜，但比較其他條件都相同的一次鍍膜的納濾膜截留率和水通量方面都有了不同程度的提升。這說明多次鍍膜能使復(fù)合納濾膜的性能有效上升。三次鍍膜所成的復(fù)合膜性能不如二次鍍膜所成的復(fù)

78、合膜應(yīng)該是操作不當(dāng)導(dǎo)致的。由圖3-8看出，隨著鍍膜次數(shù)的增加，納濾膜的親水角在逐漸減小，說明膜表面的親水性在不斷地增強(qiáng)。</p><p><b>　　3.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章采用了第二章中制備的基膜，使用了較常見的間苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)為聚合單體，探索并優(yōu)化聚酰胺交聯(lián)層的制備工藝。為了減少變量，提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，本章通過查

79、閱相關(guān)文獻(xiàn)固定了MPD和TMC的濃度比、水相添加劑(三乙胺／樟腦磺酸TEA/CSA和碳酸氫鈉)的種類、水相與有機(jī)相的接觸時(shí)間、后處理工藝與溫度[37]。分析了MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)、水相添加劑濃度、鍍膜次數(shù)對復(fù)合納濾膜的性能與形貌影響，選擇了MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)=2wt%/0.2wt%的那組膜進(jìn)行多次鍍膜的工藝優(yōu)化。</p><p>　　考察了MPD/TMC質(zhì)量分?jǐn)?shù)對于復(fù)合膜性能的影響。結(jié)果表明，MPD/TMC

80、添加量由0.5wt%/0.05wt%增加到2wt%/0.2wt%時(shí)，從膜表面的接觸角由78.7°降至70.06°可看出復(fù)合膜表面的親水性得到了增強(qiáng)，而純水通量有較小的下降趨勢，截留率則呈現(xiàn)了大幅度的上升趨勢。當(dāng)MPD/TMC添加量為2wt%/0.2wt%時(shí)，膜性能達(dá)到較優(yōu)水平，水通量32.232L/(m2·h)，截留率大于76%，測試壓力為1.55MPa。實(shí)驗(yàn)選用此膜進(jìn)行下一步工藝優(yōu)化。</p>

81、<p>　　考察了NaHCO3濃度對復(fù)合膜性能的影響。由圖3-4看出，NaHCO3添加量為0wt%時(shí)，復(fù)合膜的截留率偏低但水通量較為理想，說明此時(shí)界面聚合反應(yīng)時(shí)，生成的HCL阻礙了聚酰胺層的交聯(lián)，造成界面未形成致密的聚酰胺層。而NaHCO3添加量由3wt%增加至9wt%時(shí)，復(fù)合膜的水通量和截留率都出現(xiàn)了輕微的下降現(xiàn)象，親水角從54.95°降至40.03°。當(dāng)MPD/TMC添加量為1.5wt%/0.15w

82、t%，NaHCO3添加量為3wt%時(shí)，膜性能達(dá)到較優(yōu)水平，水通量12.682L/(m2·h)，截留率大于86%，測試壓力為1.55MPa。</p><p>　　最后進(jìn)行的工藝優(yōu)化考察了鍍膜次數(shù)對于膜性能的影響。由圖3-4看出，鍍膜次數(shù)由一次上升至三次時(shí)，復(fù)合膜的水通量和截留率都呈現(xiàn)先上升再下降的現(xiàn)象。當(dāng)鍍膜次數(shù)為兩次時(shí)，膜性能達(dá)到較優(yōu)水平，水通量大幅上漲至90.271L/(m2·h)，提升了5

83、8.039L/(m2·h)，截留率大于77%，測試壓力為1.55MPa。</p><p><b>　　第四章 結(jié)論</b></p><p>　　本文的目標(biāo)是優(yōu)化聚酰胺復(fù)合納濾膜的制備工藝，并且從復(fù)合膜結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究了復(fù)合納濾膜中基膜的制備以及聚酰胺分離層的制備。結(jié)論主要分為以下兩部分：</p><p><b>　　1、基膜部

84、分：</b></p><p>　　在基膜的制備過程中，實(shí)驗(yàn)采用浸沒相轉(zhuǎn)化法，分別調(diào)節(jié)了聚砜(PSF)和聚乙二醇600(PEG-600)的濃度，以N,N二甲基乙酰胺(DMAc)作為溶劑制備并優(yōu)化了基膜，探索了不同添加劑含量以義及不同聚砜含量對基膜的截留率、水通量、親水性、孔隙率等性能的影響，最終選用了22%PSF，22%PE-600進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)，其結(jié)論如下：</p><p>　

85、　PEG-600添加量不變時(shí)，聚砜含量較高的基膜會(huì)出現(xiàn)截留率較高，但水通量隨之下降的現(xiàn)象。</p><p>　　PEG-600添加量范圍為10wt%~22wt%時(shí)，水通量隨PEG-600添加量增多而增大，而截留率則基本不變化。</p><p>　　聚砜濃度增加，會(huì)出現(xiàn)膜表層厚度上升且平均孔徑變小的現(xiàn)象，使得截留率升高，再加上基膜的孔隙率減小，造成了水通量快速降低的現(xiàn)象。</p>

86、<p><b>　　2、聚酰胺分離層：</b></p><p>　　本文通過界面聚合的方法制備了聚酰胺交聯(lián)層。實(shí)驗(yàn)探討了間苯二胺(MPD)/均苯三甲酰氯(TMC)濃度、水相添加劑濃度、鍍膜次數(shù)對復(fù)合納濾膜的性能影響，其結(jié)論如下：</p><p>　　MPD/TMC添加量由0.5wt%/0.05wt%增加到2wt%/0.2wt%時(shí)，膜表面親水性得到增強(qiáng)，純

87、水通量稍微下降，截留率有較大程度的上升。</p><p>　　不添加NaHCO3時(shí)，復(fù)合膜截留率偏低但水通量較為理想，說明此時(shí)界面未形成致密的聚酰胺層。</p><p>　　NaHCO3添加量由3wt%增加至9wt%時(shí)，復(fù)合膜水通量與截留率都出現(xiàn)了輕微的下降現(xiàn)象，膜表面的親水性增強(qiáng)。</p><p>　　多次鍍膜能使復(fù)合納濾膜的性能有效上升。</p>

88、<p><b>　　致謝</b></p><p>　　光陰似箭，日月如梭。歲月像指間的砂礫一般偷偷溜走，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活就已經(jīng)走到了終章。在這馬上就要畢業(yè)的日子里回首往昔，曾經(jīng)的記憶依舊那么美好而令人懷念；想象未來，以后的路途則是踏實(shí)穩(wěn)健。趁著這畢業(yè)論文即將完成的日子，我想衷心感謝所有幫助與關(guān)心過我的人，感謝他們對我這四年的無私幫助。</p><p>

89、;　　首先，要衷心感謝的是胡松青老師對我學(xué)業(yè)、生活等方面的巨大幫助以及對本論文的開題所提出的寶貴意見，他就像是領(lǐng)路人，為我指明了前進(jìn)的方向，在這里我想向他表達(dá)深切的謝意祝福謝意，祝愿老師事業(yè)順利，闔家歡樂。同樣也想感謝孫霜青、王秀民、李春玲三位老師對我的關(guān)懷和指導(dǎo)，他們以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)和積極的生活態(tài)度為我樹立了學(xué)習(xí)的榜樣，并使我受益終生。</p><p>　　本論文的創(chuàng)作也同樣少不了各位師兄師

90、姐、眾多朋友和諸位同學(xué)對我的關(guān)心與幫助。在此特別要感謝賈元東師兄對我的悉心指導(dǎo)，針對我論文開題、初稿、預(yù)答辯等期間所提出的寶貴意見，以及在實(shí)驗(yàn)遇到問題時(shí)，給我提出的許多解決方案。不僅讓我學(xué)到了各種各樣的知識(shí)，還幫助我在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的過程中少走了很多彎路。師兄師姐嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度、樂觀的生活作風(fēng)都是我要學(xué)習(xí)的，也是我今后要努力的方向。</p><p>　　特別感謝我的父母，感謝父母在我求學(xué)期間對我的大力支持，父母對我無微

91、不至的關(guān)懷和一直以來的支持和鼓勵(lì)是我求學(xué)道路的基石。踩著這樣的基石我才能順利完成我的大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生涯。</p><p>　　感謝我的輔導(dǎo)員穆海濤老師這四年來對我生活和學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)，教會(huì)了我很多為人處世的道理，在此祝老師事業(yè)順利，闔家歡樂。</p><p>　　同樣感謝我的舍友以及材料物理14-3班的全體同學(xué)，是你們陪伴了我度過了大學(xué)四年的校園生活，青春有你們才精彩。祝大家畢業(yè)后學(xué)業(yè)有成，

92、事業(yè)順利。</p><p>　　最后，衷心感謝各位在評閱本論文中付出時(shí)間和汗水的專家和老師們。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] Greenlee L F,Lawler D F,Freeman B D,et al. Reverse osmosis desalination:water sources,te

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