超低壓高通量聚哌嗪均苯三甲酰胺-聚砜納濾復(fù)合膜的研究.pdf

1、該文全面分析了納濾膜的特征和分離機理,在膜分離技術(shù)中的地位和發(fā)展,類型和制造技術(shù),研究和應(yīng)用現(xiàn)狀等,確立了研究開發(fā)目前世界公認的以芳香族聚酰胺為功能層的高性能納濾復(fù)合膜.選擇耐壓密性能優(yōu)良,價廉易得的聚砜材料為制備復(fù)合膜基膜材料,哌嗪為水相單體,均苯三甲酰氯為有機相單體,通過界面聚合反應(yīng)在基膜表面形成超薄功能層,制備了超低壓高通量聚哌嗪均苯三甲酰胺/聚砜納濾復(fù)合膜.該文主要進行了四個方面的研究,首先系統(tǒng)分析和研究了哌嗪水溶液/均苯三甲酰

2、氯正己烷溶液界面聚合體系特征、界面聚合反應(yīng)中各影響因素對膜性能的影響等,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)界面處兩相單體(哌嗪和酰氯)分子摩爾比為某一比值時,通過控制界面聚合時間(有機相處理時間),可以形成超低壓高通量高脫鹽的致密功能層,如復(fù)合膜(Ⅰ),水相濃度為0.4％,有機相濃度為0.1％,聚合時間1min.改變兩相單體濃度可以獲得不同通量和脫鹽性能的納濾復(fù)合膜,如適當(dāng)提高有機相濃度至0.5％得復(fù)合膜(Ⅱ).對復(fù)合膜進行適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢赃M一步改善復(fù)合膜的

3、脫鹽性能,以70℃熱空氣浴,20min為宜.其次,研究了非溶劑添加劑對聚砜/DMAc溶液的作用,并進行了分類,1) PVP、PEG、水、LiCl飽和水溶液等都與溶劑DMAc有較強的作用,因而對溶液有較大的增粘作用;2)醇類(甲醇、乙醇)對溶液沒有明顯的增粘作用,甚至稍有稀釋作用;3)丙酮與高聚物有較強的作用,對溶液具有較強的稀釋作用,使溶液粘度降低.此外,對含有第一類NSA的PSf/DMAc溶液的流變性研究,均屬于切力變稀流體.第三,利

4、用多種手段對聚哌嗪酰胺/聚砜復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)與性能進行了研究,特別是針對聚哌嗪酰胺功能層的結(jié)構(gòu)進行了研究.主要發(fā)現(xiàn)有兩點:一是利用分子模擬技術(shù)推斷聚哌嗪均苯三甲酰胺分子為準平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),"網(wǎng)眼"直徑約1.5nm左右;又由于廣角X光衍射(WAXD)結(jié)果顯示聚哌嗪均苯三甲酰胺為無定型結(jié)構(gòu),因此推斷致密功能層是這些"網(wǎng)"無規(guī)地層疊而構(gòu)筑的.當(dāng)分子層間距小于"網(wǎng)眼"直徑時,層間距就決定了功能層的截留性能,當(dāng)受壓層間距減小時,復(fù)合膜的脫鹽率也因此增大