聚哌嗪酰胺中空纖維復合納濾膜的制備與表征以及添加劑的影響.pdf

1、納濾膜技術作為現(xiàn)代分離技術的重要手段之一，其分離特性介于超濾膜和反滲透膜之間，獨特的分離性能賦予納濾膜技術在工業(yè)領域中廣泛應用，尤其是在水處理、脫鹽、食品工業(yè)、生物醫(yī)藥等方面。有許多的制備納濾膜的方法，如L-S相轉(zhuǎn)化法、合金共混法、復合法等，其中復合法又分為涂覆法、表面接枝改性法、層層自組裝法、界面聚合法，界面聚合法是目前商業(yè)化納濾膜的主要制備方法。
　　本課題采用界面聚合法，在聚醚砜(PES)中空纖維超濾膜上制備復合納濾膜，選用

2、制備商業(yè)化復合納濾膜廣泛使用的聚合單體哌嗪(PIP)和均苯三甲酰氯（TMC）。根據(jù)單因素法確定最佳制膜工藝參數(shù):水相晾置時間15min，PIP為1.5 wt％，TMC為0.2 wt％，聚合時間30 s，熱處理條件80℃/20 min，在0.3MPa、25℃條件下，所制得的復合納濾膜純水通量為36.6 L/m2 h，對1000 mg/LMgSO4溶液截留率為85％，對無機鹽的截留率順序如下:R(Na2SO4)＞R(MgSO4)＞R(MgC

3、l2)＞R(NaCl)。
　　以最佳制膜工藝為基礎配方，向其中加入多種添加劑，包括醇類（乙醇、乙二醇、丙三醇）、相轉(zhuǎn)移催化劑(4-二甲氨基吡啶、十六烷基三甲基溴化銨、PEG-400)、縛酸劑（三乙胺）、共溶劑（四氫呋喃、二甲基亞砜）、親水性高分子（聚丙烯酸鈉），研究添加劑種類及用量對復合納濾膜結構與性能的影響。
　　實驗結果表明:(1)乙醇含量為PIP的100wt％時，可以作為反應性共溶劑，截留率從85％增至96％;(2)多

4、元醇（乙二醇、丙三醇）可以顯著提高納濾膜的截留率;(3)4-二甲氨基吡啶和十六烷基三甲基溴化銨催化效果相當，截留率提高至96％左右，PEG-400是無效的相轉(zhuǎn)移催化劑;(4)適量的縛酸劑三乙胺可以使反應正向進行，增加膜截留率，但應注意用量;(5)二甲基亞砜作為共溶劑的效果比四氫呋喃好，添加量同為2 wt％，添加前者的復合納濾膜通量和截留率都較大（26.0 L/m2h、99％），添加后者的復合納濾膜通量為19.5 L/m2 h，截留率為9