基于甜菜堿基哌嗪衍生物聚酰胺納濾膜的制備及性能研究.pdf

1、納濾是一種介于超濾與反滲透之間的壓力驅(qū)動(dòng)膜過(guò)程。它具有分離效率高、操作簡(jiǎn)單、無(wú)相變、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，在脫鹽、飲用水制備、廢水處理、制藥行業(yè)、食品行業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著被分離體系的日益復(fù)雜，納濾膜面臨著更高的性能要求。本論文從膜材料設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，合成了兩性離子胺類單體，通過(guò)界面聚合制備聚酰胺納濾膜，系統(tǒng)地研究了兩性離子單體對(duì)膜結(jié)構(gòu)、分離性能及耐污染性能的影響。
　　首先，通過(guò)N-氨乙基哌嗪(AEP)與1，3-丙磺內(nèi)酯

2、(1，3-PS)反應(yīng)，合成了磺化N-氨乙基哌嗪(AEPPS)。采用傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)和核磁共振波譜(NMR)對(duì)其進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定。以AEPPS與均苯三甲酰氯(TMC)進(jìn)行溶液界面聚合反應(yīng)，探討AEPPS與TMC的界面聚合的可行性。研究結(jié)果表明，AEPPS與TMC能夠進(jìn)行界面聚合反應(yīng)，提高單體濃度，可獲得宏觀可見(jiàn)的界面聚合膜。
　　以哌嗪(PIP)和TMC為反應(yīng)單體，探索了界面聚合制備納濾膜的條件。獲得了合理的制膜條件為

3、:PIP濃度為0.35 wt％，TMC濃度為0.2 wt％，后處理溫度為50℃，水相pH值為12。以此為基礎(chǔ)，AEPPS和PIP作為水相單體，與TMC進(jìn)行界面聚合反應(yīng)制備含兩性離子聚酰胺納濾膜。采用FTIR、X射線光電子能譜(XPS)、掃描電鏡、原子力顯微鏡和接觸角測(cè)試表征納濾膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面形貌和親水性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含兩性離子納濾膜的通量和耐污染性得到一定程度的改善，且具有好的穩(wěn)定性。以1 g L-1 K2SO4為進(jìn)料液，AEPP

4、S含量為3.2 mol％的納濾膜NFM-4通量為43.1 L m-2 h-1，為不含兩性離子納濾膜NFM-0通量的近兩倍。納濾膜NFM-4在牛血清白蛋白溶液中運(yùn)行，通量回復(fù)率為93％，高于納濾膜NFM-0的83％。相比于NFM-0，細(xì)菌S.epidermidis在NFM-4膜表面的吸附量降低了50％，細(xì)菌S.maltophilia的吸附量降低了98％。
　　采用二次界面聚合法，以初生態(tài)PIP-TMC界面聚合膜與AEPPS單體反應(yīng)，