聚砜膜酰胺化修飾及其超濾特性研究.pdf

1、膜分離技術(shù)因其高效、綠色、安全而成為當(dāng)前水處理領(lǐng)域最具前景的技術(shù)之一。鑒于膜工藝操作壓力低、產(chǎn)水量大、去除濁度與微生物效能高，超濾膜在飲用水行業(yè)日益受到關(guān)注，其出水水質(zhì)符合《生活飲水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006），應(yīng)用潛力巨大。美中不足之處，膜污染問題是制約超濾膜廣泛、深入應(yīng)用的最大瓶頸。膜污染不僅大幅增加運(yùn)行成本，縮短超濾膜使用壽命，且嚴(yán)重制約超濾膜的生產(chǎn)能力。因此，以提高抗污染性能為導(dǎo)向的超濾膜改性技術(shù)顯得尤為必要，也是膜技術(shù)

2、領(lǐng)域的重大課題之一。本文即以減輕膜污染為著眼點(diǎn)，試圖通過較親水酰胺鏈段的原位生成與相轉(zhuǎn)化過程相耦合制備抗污染超濾膜，以期得到制備工藝簡(jiǎn)單、分離效果良好、抗污染性能強(qiáng)的超濾膜，增強(qiáng)超濾膜的工程適用性。
　　本研究以聚砜（PSF）為膜基體材料，通過添加均苯三甲酰氯（TMC）和間苯二胺（MPD）兩種添加劑，合成聚酰胺（PA）低聚體，進(jìn)而對(duì)超濾膜進(jìn)行酰胺化修飾。通過對(duì)非溶劑相轉(zhuǎn)化過程中聚酰胺低聚體的生成、形貌及膜孔道表面負(fù)載量進(jìn)行調(diào)控，增

3、強(qiáng)酰胺化超濾膜的抗污染性能。實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)計(jì)了不同的單體投加方式以探究聚酰胺低聚體原位合成條件，表征了酰胺化修飾超濾膜的物化結(jié)構(gòu)和抗污染性能，并通過松花江水超濾過濾實(shí)驗(yàn)考察其水處理效能。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在氮-甲基吡咯烷酮（NMP）溶劑中分別溶解適當(dāng)濃度的TMC與MPD且同時(shí)混合后于60℃水浴中反應(yīng)6 h，即可合成聚酰胺低聚體，并在相轉(zhuǎn)化成膜過程中負(fù)載于聚砜超濾膜孔道結(jié)構(gòu)表面。通過對(duì)相轉(zhuǎn)化過程中聚酰胺形態(tài)進(jìn)行調(diào)控，可增加其在超濾膜

4、中的負(fù)載量。結(jié)構(gòu)表征結(jié)果顯示，酰胺化超濾膜孔道表面出現(xiàn)雜球狀聚酰胺圓球，膜表面局部粗糙度降低，表面水接觸角最大減小4°，表面電位最高可降低5.56 mv，親水性和負(fù)電性都有所增強(qiáng)。性能測(cè)試結(jié)果顯示，酰胺化修飾超濾膜抗壓密性增強(qiáng)，透水性能可提高12.3％；保持牛血清蛋白（BSA）截留率不變的條件下，水通量可維持較高水平，抗污染性能可提高11.59%，水處理性能得以增強(qiáng)。松花江水超濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，酰胺化修飾超濾膜出水濁度低于0.2 NTU，