内压型中空纤维复合纳滤膜的制备及表征

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本文以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,哌嗪(PIP)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,通过界面聚合的方法制备了聚哌嗪酰胺/聚砜中空纤维复合纳滤膜。研究成膜工艺条件对纳滤膜截留性能的影响,初步探讨了纳滤膜的功能层,以及纳滤膜的应用条件。   本文主要研究了水相单体PIP的浓度,有机相单体TMC的浓度,水相中添加三乙胺,热处理温度和时间,复合温度以及浇注方式等工艺条件对膜的截留性能的影响。实验结果表明:所制备的中空纤维复合纳滤膜在0.7MPa、室温条件下,对1000 mg·L-1的MgSO4的截留率为97.49%,水通量为33.81L·m-2·h-1。   通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对聚砜超滤膜及聚酰胺复合纳滤膜进行了结构表征。由SEM分析可知,聚砜超滤膜内表面相对光滑,而且具有“辐条状”的双层指状孔结构:纳滤膜则是在基膜内表面附上一层超薄功能层,比较粗糙,凹凸不平,但是两者结合十分紧密。由AFM照片可知,纳滤膜表面呈现出山峰、山谷交替出现且紧密排布的形貌。说明基膜的大小孔基本上被生成的功能层所覆盖。   本实验把纳滤膜组件采用平均分段的方式来探究每部分膜的截留性能,以此来研究所制备的纳滤膜功能层,从而可以不断改进纳滤膜的工艺条件。研究了操作压力、测试溶液的温度和pH值及膜的保存方式等应用条件对纳滤膜截留性能的影响。
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