納米材料雜化反滲透膜的制備及性能研究.pdf

1、隨著全球范圍的水資源問題日趨嚴(yán)重，反滲透已成為水處理行業(yè)最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)之一。但反滲透技術(shù)的不足之處在于反滲透復(fù)合膜易氧化、易污染、選擇性較低、能耗高、通量有限等，從而導(dǎo)致反滲透過程運(yùn)行成本高。因此，開發(fā)抗污染、耐氧化、選擇性強(qiáng)、通量大、能耗低的反滲透復(fù)合膜非常必要。而傳統(tǒng)的聚酰胺反滲透材料已經(jīng)無法滿足社會(huì)發(fā)展的需求，這就迫使人們?nèi)ふ倚阅芨觾?yōu)異的反滲透材料。從現(xiàn)有研究來看，通過改進(jìn)反應(yīng)工藝、合成新的聚合單體、改進(jìn)膜的分子結(jié)構(gòu)等方式都未有

2、大的突破。而有機(jī)/無機(jī)納米雜化膜的出現(xiàn)，同時(shí)具有有機(jī)材料和無機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)，在保證脫鹽率的情況下，可提高通量，是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ姆礉B透材料。
　　本論文以有機(jī)/無機(jī)納米雜化膜分離材料為研究方向，通過選取納米沸石、納米二氧化鈦、納米二氧化硅這三種無機(jī)納米粒子材料作為雜化材料，進(jìn)行不同手段的表面修飾，并通過表征手段分析改性效果。
　　將納米二氧化硅顆粒分散到支撐層鑄膜液中，以聚砜為制膜液，采用二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺兩種不同

3、的溶劑，制備含不同納米顆粒的雜化支撐層，之后通過界面聚合再在該支撐層上復(fù)合一層致密超薄的聚酰胺脫鹽層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米二氧化硅的含量為4％，采用二甲基甲酰胺作為支撐層溶劑所制得的納米雜化膜通量比二甲基乙酰胺作為溶劑所制得的納米雜化膜通量大。
　　以異構(gòu)烷烴溶劑IsoparG為溶劑，將三種經(jīng)過表面修飾的無機(jī)納米粒經(jīng)過超聲震動(dòng)分散到油相中，對(duì)聚酰胺反滲透復(fù)合膜進(jìn)行摻雜改性，制備出不同納米材料雜化的聚酰胺脫鹽層。對(duì)比不同納米雜化后反滲

4、透膜的性能差異，并通過SEM等表征手段，分析不同納米雜化膜在微觀上的差異，并獲得雜化改性對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響。通過實(shí)驗(yàn)考察了納米材料的濃度，超聲時(shí)間，溫度對(duì)雜化膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:雜化后的反滲透復(fù)合膜的膜通量得到了明顯的提高，脫鹽率也有少量提高。納米材料在油相超聲時(shí)間95min，烘箱溫度100℃時(shí)，三種納米雜化聚酰胺反滲透復(fù)合膜均能獲得最佳性能，脫鹽率在99.5％以上，同時(shí)膜通量保持在450 L/m2h以上。
　　對(duì)三種納米雜化