荷正電TMC-PSF復合納濾膜的制備及表征.pdf

1、納濾膜是介于超濾和反滲透之間的壓力驅(qū)動膜，具有選擇性截留和操作壓力低的特點，在水軟化、飲用水凈化、廢水處理等領(lǐng)域有著廣泛的應用。目前商品化的納濾膜絕大部分是非荷電納濾膜，因此，荷正電納濾膜具有廣闊的研究前景。殼聚糖作為一種天然高分子材料，其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的活性基團，易進行改性研究制備各種殼聚糖衍生物。
　　本文通過季胺化對殼聚糖進行改性，合成帶有季胺基團的三甲基殼聚糖。并以此為成膜材料通過涂敷交聯(lián)法制備一種新型復合納濾膜，其中

2、以三甲基殼聚糖（TMC）水溶液為膜材料配制鑄膜液，以聚砜（PSF）超濾膜為基膜，環(huán)氧氯丙烷（ECH）乙醇溶液為交聯(lián)劑，命名為TMC/PSF復合納濾膜。
　　本文全面考察了該復合納濾膜的制備工藝，包括交聯(lián)溫度、鑄膜液濃度、交聯(lián)時間、交聯(lián)劑濃度等。并通過紅外光譜、掃描電鏡、原子力顯微鏡等對該復合納濾膜進行形貌及結(jié)構(gòu)表征。同時重點考察不同操作條件對該復合納濾膜的性能影響。
　　結(jié)果顯示：該納濾膜的最佳制備條件為交聯(lián)溫度55℃、鑄膜

3、液TMC的濃度2.0wt.％、交聯(lián)時間2.5h、交聯(lián)劑ECH濃度5.0vt.%、溶劑蒸發(fā)時間1h、熱烘干時間20min。通過實驗測試發(fā)現(xiàn)，紅外光譜結(jié)果顯示ECH與TMC發(fā)生交聯(lián)反應，生成醚鍵；掃描電鏡下可清楚發(fā)現(xiàn)，PSF超濾支撐層上復合一層超薄活性層，該復合納濾膜的表面粗糙度約為4nm；0.5MPa下的截留分子量約為1200Da，純水透過系數(shù)為14.09 L·h-1·m-2·MPa-1，耐溶劑性及穩(wěn)定性均十分優(yōu)良。該復合納濾膜在0.5M

4、Pa，流速40L/h，溫度25℃時，對1.0g/L的MgCL2溶液的截留率為95%以上，通量可達40 L·m-2·MPa-1。與其他納濾膜類似，隨著操作壓力的增大，膜通量呈線性增加，但膜截留率略有下降；隨著料液濃度的增大，膜的截留率和通量均下降；當料液流速大于10L/h時，料液流速對膜截留率影響不大，通量略有減少；隨著料液溫度的升高，膜截留率略有降低，通量呈直線上升；對不同鹽溶液的截留順序為：CaCl2>MgCl2>NaCl>MgSO4