【摘 要】
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随着社会的快速发展,人类对水的需求量和品质要求不断提高。由于硬水中矿物质带来的结垢和腐蚀问题,严重影响了家庭供水和工业应用。因此高选择性、高渗透性、耐污染的水软化纳滤膜是高效净水的理想选择。本文通过分子结构控制表面电荷、表面形貌、孔径和活性层厚度的方法,来调节优化聚酰胺纳滤膜的抗污染和水软化性能。在此,设计并合成了两种新型酰氯单体,1,2,3,4-环丁四酰氯（BTC）和1,2,4,5-环己四酰氯（
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随着社会的快速发展,人类对水的需求量和品质要求不断提高。由于硬水中矿物质带来的结垢和腐蚀问题,严重影响了家庭供水和工业应用。因此高选择性、高渗透性、耐污染的水软化纳滤膜是高效净水的理想选择。本文通过分子结构控制表面电荷、表面形貌、孔径和活性层厚度的方法,来调节优化聚酰胺纳滤膜的抗污染和水软化性能。在此,设计并合成了两种新型酰氯单体,1,2,3,4-环丁四酰氯（BTC）和1,2,4,5-环己四酰氯（HTeC）。BTC和HTeC单体分别与三（2-氨基乙基）胺（TAEA）界面聚合制得比TAEA-TMC膜更致密的脂肪族聚酰胺纳滤膜。得到的TAEA-BTC和TAEA-HTe C复合纳滤膜的平均有效孔径为0.1837 nm和0.1965 nm,低于TAEA-TMC膜0.2377 nm的平均有效孔径。脱盐实验（25℃,1.0 MPa,2000 ppm的盐溶液）表明,TAEA-BTC和TAEA-HTeC脂肪族聚酰胺膜对CaCl2,MgCl2和MgSO4的截留率超过98%。此外,TAEA-BTC膜的Na+/Mg2+和Na+/Ca2+的离子选择性分别高达126和31.5,远高于相关的TMC基聚酰胺膜和商业纳滤膜。BTC与分子量800 Da的PEI界面聚合制备的PEI-BTC正电荷纳滤膜与报道的文献相比表现出了优异的MgCl2截留率（97.46±1.22%）和水通量（156.85±1.34 kg/m~2/h）。甚至在高浓度的混合盐中依然具有优异的水软化效果。HTeC单体代替通常商业化的TMC与TEPA界面聚合制备的TEPA-HTeC脂肪族聚酰胺纳滤膜不仅具有优异水软化性能(水通量:114.6±1.20 kg/m~2/h,MgCl2截留率:97.26±0.22%,Na+/Mg2+选择性:90.39),而且TEPA-HTeC脂肪族聚酰胺纳滤膜表面光滑、亲水性强。抗污染实验表明,TEPA-HTeC聚酰胺纳滤膜通量衰减率（FDR）仅为10.11%,通量恢复率（FRR）为100%,TAEA-HTeC脂肪族聚酰胺膜通量下降率（FDR）为38%,而全芳族聚酰胺膜的FDR为60%。进一步的研究证实,表面粗糙度是影响聚酰胺膜结垢性能的主要因素。研究结果表明,BTC和HTeC单体是制备高选择性、高渗透性、耐污染水软化纳滤膜的创新材料。
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