中空纤维反渗透复合膜的制备及性能研究

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本文以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,间苯二胺(MPD)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,通过界面聚合法在基膜表面形成超薄复合功能层,制备了聚间苯二胺/聚砜中空纤维反渗透复合膜。通过研究其对不同无机盐的分离性能,以及对离子液体的回收,为中空纤维反渗透复合膜的应用奠定基础。   实验研究了功能单体(如MPD、TMC)浓度、反渗透复合膜制备过程中的吹扫时间、干燥时间等制备条件对反渗透复合膜截留性能的影响。用1g/L NaCl测试中空纤维反渗透膜的截留性能,实验所制得的中空纤维反渗透复合膜对1g/LNaCl的截留率为96.9%。在水相中加入醇类物质,提高了反渗透复合膜的水通量,且不降低截留率。   通过扫描电子显微镜(SEM)对超滤膜及反渗透复合膜进行了结构表征,从内表面电镜照片中可以清晰地观察到多孔基膜上所形成的功能层。AFM照片反映了基膜和复合膜的表面形貌,所制备的反渗透复合膜具有典型的“花菜状”精细结构,并且平均粗糙度比基膜的要大。   实验研究了所制备的中空纤维反渗透复合膜对水溶液中的单组分无机盐的截留性能,研究了反渗透复合膜对离子液体的回收,并与商品反渗透复合膜的性能作了对比。研究表明:(1)离子的价态、离子半径、离子水化半径等对无机盐的截留率有影响;(2)操作条件如操作压力、溶液浓度、pH等对反渗透膜的性能的影响比较大;(3)离子液体浓度对截留率的影响不大,但水通量随着浓度的升高而减小,浓度越大,减小越快;(4)自制的内压型中空纤维反渗透复合膜能有效截留离子液体,并能对其进行浓缩,收率达80%以上,与采用烯丙基氯和甲基咪唑合成、减压蒸馏回收等方法相比,采用膜技术能大大降低成本,而且减小了环境污染。
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