【摘要】：正滲透(FO)過程是近年來逐漸發(fā)展起來的新型膜分離過程,隨著其技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新,對正滲透膜性能要求也越來越高。復(fù)合正滲透膜因其性能良好,具有相對高水的通量等特點得到越來越多的研究者重視。但目前聚酰胺復(fù)合正滲透膜仍然存在水通量不足夠高,耐氯性差等缺點,因此本文主要針對上述問題,研究開發(fā)一種新型的復(fù)合正滲透膜,并研究制備工藝條件和操作參數(shù)對膜性能的影響及其耐氯性和抗污染性。實驗采用聚砜作為聚合物制備多孔支撐基膜,采用間苯二甲胺(m-XDA)和均苯三甲酰氯(TMC)作為水相和油相單體,通過界面聚合法制備聚酰胺復(fù)合正滲透膜,考察了揮發(fā)時間、聚砜濃度、添加劑濃度、水浴溫度、單體濃度、聚合時間、熱處理溫度等影響因素對成膜性能影響。在最優(yōu)化的實驗條件下制備出復(fù)合正滲透膜,進(jìn)行初步的性能測試,并對膜的耐氯性和抗污染情況進(jìn)行探討。實驗通過改變聚砜的濃度、添加劑濃度、水浴溫度等因素制備出不同類型的多孔支撐基膜,并研究其對復(fù)合正滲透膜的性能影響。結(jié)果表明,相同條件下制備出的復(fù)合正滲透膜隨著基膜中聚砜濃度的提高水通量呈現(xiàn)下降的趨勢,截留率先增大后降低；隨著鑄膜液中添加劑的增加,水通量呈現(xiàn)降低的趨勢,截留率差異不大,均在90%以上。當(dāng)TMC濃度一定時,其他條件不變改變間苯二甲胺濃度(從0.5%增加到1.5%),水通量隨著間苯二甲胺濃度的增加而逐漸下降,截留率變化不大,都在90%以上。其原因可能是,當(dāng)間苯二甲胺濃度低時,形成的復(fù)合層較薄,對鹽的截留效果不好,而水通量比較大；濃度過高時,分離層過厚且厚度不均勻等因素導(dǎo)致通量下降。環(huán)境濕度對聚砜基膜的性能影響不明顯,改變濕度對復(fù)合膜性能無較大差異：水浴溫度對基膜孔結(jié)構(gòu)也有影響,復(fù)合正滲透膜水通量隨著水浴的提高先增加后降低。最終得到最佳的復(fù)合膜制備方案,基膜：16%的聚砜+77%的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(溶劑)+10%的N-甲基吡咯烷酮(添加劑)+0.4%的H20(非溶劑)+0.6%的十二烷基硫酸鈉(SDS)(表面活性劑)；復(fù)合層：單體濃度間苯二甲胺(m-XDA)為0.5%(W/W),均苯三甲酰氯(TMC)為0.05%(w/v),揮發(fā)時間60s,水浴溫度40℃,環(huán)境濕度70%rh-80%rh,室溫20℃,聚合反應(yīng)時間120s,后處理溫度100℃。所得到的聚酰胺復(fù)合正滲透膜性能最好。實驗還研究了復(fù)合正滲透膜測試過程中,膜面朝向,不同類型的汲取液對膜性能的影響。實驗數(shù)據(jù)表明：當(dāng)膜的分離層朝向原料液時(即FO模式),膜的水通量較小,反向鹽通量也較�。划�(dāng)膜的分離層朝向汲取液時(即PRO模式),膜的水通量較大,其反向鹽通量也較大；在其他測試條件不變的情況下,分別選擇相同濃度的氯化鈉、氯化鎂、硫酸鈉、硫酸鎂作為汲取液,測試結(jié)果顯示隨著膜兩側(cè)滲透壓差的減小,膜的水通量也減�。欢S著離子水合半徑的增大,反向鹽通量減小,膜的截留性能變好。將所制備的聚酰胺復(fù)合正滲透膜用于耐氯性和耐污染性研究,結(jié)果表明：復(fù)合正滲透膜有效氯處理量小于2000ppmh時,截留率略有下降,水通量稍有上升。當(dāng)超過2000ppmh時截留率下降明顯且水通量急劇增大。因此所制備的復(fù)合正滲透膜的耐氯性能在2000ppmh.通過膜污染實驗比對得到,在HA的模擬溶液中,復(fù)合正滲透膜的水通量較正常情況下明顯下降,再進(jìn)一步比較pH=5.5和pH=8.0時可見,pH值較低時污染更為嚴(yán)重,水通量更小。因此pH值是影響膜污染情況的重要指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ051.893

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2735707