磺化聚醚砜正滲透復(fù)合膜的制備及其性能研究.pdf

1、正滲透（FO）膜分離技術(shù)以其不需外加壓力驅(qū)動、低能耗、低成本、高回收率、抗膜污染等特點逐漸成為膜分離技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點，目前在多個領(lǐng)域展示了很好的應(yīng)用前景，得到了一定程度的工程應(yīng)用。但是FO依然有自身的局限性，這些局限主要涉及以下幾個方面：首先，沒有方便并且經(jīng)濟地回收或被濃縮的汲取液；其次，F(xiàn)O膜內(nèi)濃差極化比較嚴重；此外，溶質(zhì)反向擴散也是FO過程中一個不可忽視的問題；但是限制FO發(fā)展最核心的因素是沒有合適的FO膜。因此，研究制備高性能F

2、O膜顯得十分有必要，本課題著重研究了支撐層以及聚酰胺活性層的制備條件對高性能磺化聚醚砜正滲透復(fù)合膜（SPES-FO膜）性能的影響，同時還研究了錯流操作條件對提升SPES-FO膜性能的效果。
　　本課題采用浸沒凝膠沉淀相轉(zhuǎn)化法制備SPES-FO膜支撐層，研究了磺化聚醚砜支撐層制備配方及其影響因素。從鑄膜液中聚醚砜質(zhì)量濃度、致孔劑質(zhì)量濃度、刮膜厚度以及磺化聚醚砜的磺化度這幾個因素對支撐層結(jié)構(gòu)的影響展開了相關(guān)研究。優(yōu)化制備條件為：支撐層

3、鑄膜液中聚合物質(zhì)量濃度為16％、致孔劑質(zhì)量濃度為10%、磺化聚醚砜的磺化度為6%、刮膜厚度為120μm，此時制備出的SPES-FO膜的純水通量最大，正滲透NaCl返混通量也較低。
　　利用自制的界面聚合板框在制備的磺化聚醚砜支撐層上進行界面聚合反應(yīng)生成聚酰胺活性層。分別研究了在不同界面聚合條件下，活性層的結(jié)構(gòu)變化對SPES-FO膜的純水通量和NaCl返混通量大小的影響。結(jié)果表明，界面聚合最佳熱處理時間為30 s，最佳熱處理溫度為8

4、0℃，熱處理時間為1 min。若對NaCl返混通量沒有特殊高要求時，不進行熱處理時SPES-FO膜的純水通量最高，此時NaCl返混通量也達到較理想的水平值，而將水相溶液pH調(diào)節(jié)到堿性后進行界面聚合，SPES-FO膜性能出現(xiàn)極大的下滑。
　　在不同的錯流水溫、錯流流速、NaCl汲取液濃度以及不同膜朝向條件下測試了磺化聚醚砜正滲透復(fù)合膜的性能，研究不同錯流條件對膜性能的影響以優(yōu)化正滲透膜分離過程的操作條件。研究表明，提高錯流水溫和錯流