抗污染性正滲透膜的研制及其在海水淡化中的應(yīng)用.pdf

1、醋酸纖維素(CA)是一種非常易得的人造纖維，并且它還是一種成本低，耐高溫、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、機(jī)械性能強(qiáng)的膜材料，但由于該材料易降解，抗污染性較差，阻礙了其在海水淡化的進(jìn)一步應(yīng)用。本論文選用了醋酸纖維素為膜材料制備了正滲透膜，并以氧化石墨烯、納米二氧化鈦?zhàn)鳛楦男詣?，采用共混改性的方法?duì)正滲透膜進(jìn)行改性，考察了正滲透膜的純水通量、表面接觸角以及膜的表面和斷面結(jié)構(gòu)，并對(duì)制備的正滲透膜進(jìn)行了海水淡化測(cè)試。
　　本論文首先考察了CA含量、溶劑比

2、例、添加劑含量、支撐層的目數(shù)以及凝固浴溫度對(duì)正滲透膜的純水通量和反向鹽通量的影響，確定了醋酸纖維素正滲透膜的最佳工藝參數(shù):醋酸纖維素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16％，DMF與丙酮的體積比為1∶0.6，添加劑PEG400的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％，在120目的聚酯篩網(wǎng)上刮膜，凝固浴溫度為60℃。利用1M NaCl作為驅(qū)動(dòng)液，去離子水作為原料液，在1h的測(cè)試時(shí)間里，所制備的醋酸纖維素正滲透膜的純水通量為15 L/m2·h以上，反向鹽通量控制在在7.5 g/m2·h

3、以下。
　　在最佳制膜工藝的基礎(chǔ)上，加入了制備的氧化石墨烯，考察了氧化石墨烯的含量、共混溫度對(duì)膜性能的影響。得到以下結(jié)論:氧化石墨烯(GO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15％，共混溫度為50℃時(shí)，所制備的氧化石墨烯/醋酸纖維素共混正滲透膜的性能最佳。利用1MNaCl作為驅(qū)動(dòng)液，去離子水作為原料液，在1h的測(cè)試時(shí)間里，所制備的膜的純水通量達(dá)到16 L/m2·h以上，反向鹽通量控制在7g/m2·h以下。
　　合成了混晶型的納米二氧化鈦，考察

4、了納米二氧化鈦的含量、共混溫度對(duì)改性膜性能的影響。得到以下結(jié)論:納米二氧化鈦(TiO2)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.25％，共混溫度為60℃時(shí)，所制備的納米二氧化鈦/醋酸纖維素共混正滲透膜的性能最佳。利用1M NaCl作為驅(qū)動(dòng)液，去離子水作為原料液，在1h的測(cè)試時(shí)間里，所制備的膜的純水通量達(dá)到10L/m2·h以上，反向鹽通量控制在5 g/m2·h以下。
　　利用接觸角測(cè)試儀對(duì)所制備的正滲透膜進(jìn)行耐污染性測(cè)試:醋酸纖維素正滲透膜的接觸角為71.

5、6°，具有一定的親水性;氧化石墨烯/醋酸纖維素共混正滲透膜的接觸角為58.2°，親水性優(yōu)于醋酸纖維素正滲透膜;納米二氧化鈦/醋酸纖維素共混正滲透膜的接觸角為54.2°，在所制備的三種正滲透膜中親水性最好。可以看出添加了改性劑后，增強(qiáng)了正滲透膜的親水性。在改性過程中，納米二氧化鈦的親水性好于氧化石墨烯。
　　最后對(duì)所制備的正滲透膜進(jìn)行模擬海水淡化測(cè)試，得到以下結(jié)論:利用2M葡萄糖作為驅(qū)動(dòng)液，渤海海水作為原料液，在1h的測(cè)試時(shí)間里，醋