高通量、耐污染荷電納濾復(fù)合膜制備及其脫鹽性能研究.pdf

1、在合成染料過(guò)程中，無(wú)機(jī)鹽的存在會(huì)嚴(yán)重影響染料的穩(wěn)定性及純度。另外，在織物染色過(guò)程中，需添加一定量的無(wú)機(jī)鹽（氯化鈉，硫酸鈉）來(lái)提高上染率，由此造成的高鹽廢水不僅難以處理，而且嚴(yán)重危害環(huán)境及人類健康?？梢?jiàn)，對(duì)染料純化、染料廢水的處理及回用都離不開(kāi)對(duì)大量電解質(zhì)的處理。然而傳統(tǒng)荷電納濾膜對(duì)于二價(jià)鹽的截留率過(guò)高，難以有效實(shí)現(xiàn)染料中電解質(zhì)的脫除。針對(duì)上述問(wèn)題，本文分別采用共混法及原位合成法引入功能化納米材料，通過(guò)相轉(zhuǎn)化法制備疏松型納濾膜，旨在實(shí)現(xiàn)活

2、性染料與電解質(zhì)的有效分離，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）殼聚糖-蒙脫土(CS-MMT)復(fù)合材料合成及 CS-MMT/PES荷負(fù)電納濾膜制備
　　通過(guò)靜電自組裝制備殼聚糖-蒙脫土納米復(fù)合材料，然后將其作為荷電載體共混到聚醚砜(PES)膜材料中，采用相轉(zhuǎn)化法制備的疏松型納濾膜。結(jié)果表明，隨著CS-MMT的含量增加，復(fù)合納濾膜的親水性能及純水通量得到顯著提高。雜化膜對(duì)活性黑5和活性紅49均表現(xiàn)出較高的截留率，而對(duì)鹽則表現(xiàn)出較低的截

3、留。另外，雜化膜的通量恢復(fù)率達(dá)到92％，表現(xiàn)出良好的抗污染性能。
　?。?）氧化石墨烯的兩性離子化及GO-PSBMA/PES荷負(fù)電納濾膜制備
　　通過(guò)反向原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(RATRP)，在氧化石墨烯表面接枝兩性離子聚合物磺基甜菜堿(PSBMA)，采用共混-相轉(zhuǎn)化法制備了 GO-PSBMA/PES荷負(fù)電納濾復(fù)合膜。結(jié)果表明，雜化膜的親水性比空白膜明顯增強(qiáng)，且 Zeta電位結(jié)果表明膜表面帶負(fù)電荷。當(dāng)GO-PSBMA的添加量為0

4、.22 wt.%，雜化膜的純水滲透性達(dá)到了119.8 L m-2 h-1 MPa-1。膜的抗污染實(shí)驗(yàn)表明雜化膜具有良好的抗污染性能。雜化膜對(duì)活性黑5和活性紅49的截留率分別達(dá)到97.5%，92%，對(duì)二價(jià)鹽的截留率均在10%左右。
　?。?）基于原位合成聚乙烯亞胺(PEI)納米顆粒的混合基質(zhì)膜制備
　　在PES鑄膜液中原位合成有機(jī)PEI納米顆粒，隨后用溴乙烷做改性劑使其季胺化，最后通過(guò)相轉(zhuǎn)化法制備納濾復(fù)合膜，并系統(tǒng)研究了 PE

5、I納米顆粒對(duì)復(fù)合膜形貌和性能的影響。接觸角和含水率測(cè)試結(jié)果表明了復(fù)合膜的親水性得到顯著提高。膜的離子交換容量(IEC)達(dá)到了0.72 mmol g-1，Zeta電位測(cè)試結(jié)果表明PEI初始添加量超過(guò)1 wt.%，復(fù)合膜表面帶正電荷。在0.4 MPa下，膜的純水通量達(dá)到55 L m-2 L-1，通量恢復(fù)率為95%，顯示出了良好的抗污染性能。復(fù)合膜對(duì)活性黑5和活性紅49截留率分別達(dá)到95%、91%左右。對(duì)鹽的截留順序?yàn)椋篗gCl2> MgSO