聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的制備與表征.pdf

1、反滲透已成為海水淡化和苦咸水脫鹽最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)之一，但目前反滲透膜耐溶氧和余氯的能力較差。膜材料的氧化將直接導(dǎo)致膜性能衰竭，嚴(yán)重影響膜的使用壽命。雖然人們?cè)谛滦涂寡趸げ牧系暮铣珊鸵延心げ牧系母男苑矫嫒〉昧撕芎玫某煽?jī)，但很好的工業(yè)化產(chǎn)品并不多見(jiàn)。因而，要發(fā)展反滲透技術(shù)在海水及苦咸水脫鹽中的應(yīng)用，必須進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)更適用的膜材料及其成膜技術(shù)。本論文旨在制備非全芳香聚酰胺復(fù)合膜以改善和提高芳香聚酰胺膜的性能，并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能表征。

2、 以間苯二胺、鹽酸氨基葡萄糖與均苯三甲酰氯為反應(yīng)物，采用界面聚合法在聚砜基膜上制備聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜。以脫鹽率和水通量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探索界面聚合的影響因素和膜性能之間的關(guān)系，確定較好的成膜條件。實(shí)驗(yàn)中主要考察了界面聚合反應(yīng)中的水相單體配比、水相pH值、有機(jī)相濃度、反應(yīng)時(shí)間、后處理溫度及時(shí)間等成膜工藝條件對(duì)所制備膜分離性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明制備聚酯酰胺反滲透膜的最佳工藝條件為：正己烷為溶劑，pH=9～10，室溫下反應(yīng)45～60s。最佳

3、單體濃度為1.7％(w/w)間苯二胺、0.3﹪(w/w)鹽酸氨基葡萄糖和0.15％(w/w)均苯三甲酰氯。最佳后處理?xiàng)l件為30～40℃，12～15min。紅外光譜儀對(duì)所制備膜的化學(xué)組成進(jìn)行表征。掃描電子顯微鏡及原子力顯微鏡對(duì)所制備膜的結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行表征。紅外光譜分析表明聚酯酰胺膜表面有聚酰胺和聚酯的生成。掃描電鏡結(jié)果表明在聚砜基膜上復(fù)合了一層致密的活性層。原子力顯微鏡分析結(jié)果表明聚酯酰胺膜和聚酰胺膜表面均呈明顯的峰谷狀結(jié)構(gòu)，且聚酯酰胺膜

4、表面較聚酰胺膜表面光滑。 實(shí)驗(yàn)中，還對(duì)制得的聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的脫鹽率、水通量、耐污染性和耐氯性等性能進(jìn)行測(cè)試。分別考察了操作壓力、操作溫度、電解質(zhì)濃度和電解質(zhì)種類等條件對(duì)聚酯酰胺反滲透膜分離性能的影響。通過(guò)腐殖酸模擬溶液的動(dòng)態(tài)污染實(shí)驗(yàn)(濃縮液全循環(huán)至進(jìn)料液)考察并對(duì)比了聚酯酰胺反滲透膜和聚酰胺反滲透膜在運(yùn)行過(guò)程中的耐污染性能。用活性氯浸泡法和動(dòng)態(tài)測(cè)試法考察膜的耐氯性能。結(jié)果表明，聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜在1．6MPa下水通量達(dá)到

5、27,4L·m<'-2>·h<'-1>以上，對(duì)2000mg·L<'-1>的NaCl、MgCl<,2>、Na<,2>O<,4>和Mg<,2>O<,4>等無(wú)機(jī)鹽的脫鹽率均在97.5％以上，對(duì)一價(jià)離子有較好的截留效果。根據(jù)聚酯酰胺反滲透膜和聚酰胺反滲透膜在腐殖酸模擬溶液中的運(yùn)行情況可知，聚酯酰胺反滲透膜有較好的抗腐殖酸污染性。聚酯酰胺反滲透膜在有效氯處理量小于2700mg·L<'-1>·h時(shí)，膜的脫鹽率基本不變，水通量略有上升。聚酯酰胺反滲透