荷電鑲嵌膜制備新工藝及性能表征.pdf

1、荷電鑲嵌膜同時含有陰離子和陽離子交換基團(tuán)，每一基團(tuán)為其反離子提供一個連續(xù)的滲透通道。當(dāng)電解質(zhì)通過該膜時，陰、陽離子分別通過其對應(yīng)的交換單元。因此，荷電鑲嵌膜能有效傳遞電解質(zhì)而截留低分子量的非電解質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室前期采用界面聚合法已制備出性能較好的荷電鑲嵌膜，本文在前期研究的基礎(chǔ)上，采用新的界面聚合單體(在無機(jī)相中引入聚乙烯亞胺)，力圖實(shí)現(xiàn)荷電鑲嵌膜內(nèi)陰、陽離子交換單元的理想匹配，提高膜的分離性能并簡化制膜工藝；另一方面，實(shí)驗(yàn)采用價格低廉的正己

2、烷作為有機(jī)溶劑，力圖降低制膜成本。具體思路是通過界面聚合方法在聚醚砜超濾膜上復(fù)合很薄的選擇層，并使其具有荷電鑲嵌膜的結(jié)構(gòu)和特征，研究其分離性能與制備條件之間的關(guān)系。 為了制備荷電鑲嵌膜，首先必須制備支撐體作基膜。基膜材料、孔結(jié)構(gòu)對于后續(xù)界面聚合制備復(fù)合膜的影響很大。為此，本文基于聚醚砜(PES)/N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/聚乙二醇400(PEG400)/水鑄膜體系，采用正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，詳細(xì)研究

3、了基膜的制備條件。基膜的優(yōu)化配方為PES質(zhì)量分?jǐn)?shù)14﹪，PVP質(zhì)量分?jǐn)?shù)6﹪，PEG400質(zhì)量分?jǐn)?shù)10﹪，蒸發(fā)時間5秒。其水通量為230.6L·m<'-2>·L<'-1>(操作壓力0.1MP)，對濃度為500mg·L<'-1>的聚乙烯醇(PVA88000)截留率達(dá)90﹪以上，為后期復(fù)合膜的制備奠定了良好的基礎(chǔ)。 以2,5-二胺基苯磺酸(DIA)和聚乙烯亞胺(PEI)的混合溶液為無機(jī)相反應(yīng)單體，以均苯三酰氯為有機(jī)相單體，以水和正己烷

4、分別作為兩相溶劑，通過界面聚合技術(shù)制備復(fù)合荷電鑲嵌膜。采用均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，運(yùn)用現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)軟件SPSS對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理。界面聚合的優(yōu)化工藝條件為：PEI濃度0.8 wt﹪、DIA濃度0.75wt﹪、十二烷基硫酸鈉(SDS)濃度0.1wt﹪、界面聚合時間2min。采用多種電解質(zhì)、非電解質(zhì)對膜性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：復(fù)合膜對PEG1000的截留率可達(dá)90﹪以上，對無機(jī)鹽的截留率小于30﹪，對PEGl000和NaCl的混合體系的分離因子為