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纳滤膜具有选择分离性能优、使用压力低等优点,已广泛应用于饮用水净化、微污染水处理、废水处理与资源化、物料选择分离等领域,但目前纳滤膜在应用过程中存在的主要问题是膜污染,在一定程度上制约了纳滤膜技术的推广应用。因而,开发新型的具有抗污染功能的纳滤膜具有重要的意义。论文采用界面聚合方法,以聚砜超滤膜为基膜,哌嗪(PIP)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,亲水性大分子丝胶(SS)作为水相添加剂,通过调节水相组成来调节复合膜的结构与分离性能,制备新型丝胶改性聚哌嗪酰胺复合纳滤膜。从反应物浓度、添加剂浓度、表面活性剂浓度、水相pH、反应时间、热处理工艺等工艺参数入手,研究了复合纳滤膜的制备工艺,获得了丝胶改性复合纳滤膜最佳成膜条件。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、场发射扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测定仪、Zeta电位仪等仪器对复合纳滤膜微结构进行了表征。采用错流渗透试验,系统研究了复合纳滤膜的截留分子量、对不同无机盐截留率和染料的分离特性。以牛血清蛋白(BSA)、十二烷基硫酸钠(SDS)、吐温-80(TW-80)作为特征污染物质,研究了复合纳滤膜对不同污染物质的抗污染性能。得到以下结论:(1)FTIR与EDS分析表明,SS和PIP可以与TMC发生反应,在聚砜底膜表面形成一致密分离层。与聚哌嗪酰胺复合纳滤膜相比,SS的加入,使复合纳滤膜表面变的更光滑、粗糙度减小、荷负电性增强、亲水性增强。SS改性聚哌嗪酰胺复合纳滤膜表面性质可以通过改变水相溶液中SS的含量加以调控。(2)SS改性聚哌嗪酰胺复合膜的分离性能受到反应物浓度、添加剂浓度、表面活性剂浓度、水相pH、反应时间、热处理工艺等工艺条件的影响。PIP浓度的增大使复合膜通量降低,截留率增加。随着SS浓度和反应时间的增加,SS改性复合膜对无机盐的通量先增大后减小。水相pH和TMC浓度的增加使SS改性复合膜对无机盐的渗透通量增大、截留率降低。提高热处理温度或延长热处理时间,膜对无机盐的截留率先增大后减小。SS改性聚哌嗪酰胺复合膜的较优成膜工艺为:PIP=0.15wt%,SS=0.06wt%,SDS=0.06wt%,TMC=0.3wt%,pH=11.00,反应时间=50s,热处理时间=15min,热处理温度=50℃。(3)在较优条件下制备的SS改性聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的截留分子量约为350g/mol。在25℃、0.5MPa下,纯水渗透通量为95.1l/m2.h,对500ppm的Na2SO4水溶液的截留率为96.1%。对不同无机盐的截留率顺序为:Na2SO4(94.4%)> MgSO4(81.5%)>NaCl(22.4%)> MgCl2(6.3%)> CaCl2(2.3%)。SS改性复合膜的截留率与渗透通量均随着进料浓度的增大而减小。操作压力对复合膜的通量和截留率有一定的影响,渗透通量随着压力的增大呈线性增长,但截留率下降。在操作条件为0.5MPa,染料水溶液浓度为50ppm下,SS改性膜对刚果红、甲基蓝、日落黄、茜素黄R、中性红的截留率分别为99.3%、97.6%、96.4%、74.8%和67.2%。(4)SS的加入可有效提高聚哌嗪酰胺复合纳滤膜对BSA和SDS溶液的抗污染性能,而对TW-80溶液的抗污染性能则无明显改善。并且SS改性聚哌嗪酰胺复合纳滤膜对BSA溶液的抗污染性能随水相溶液中SS含量的增加而增强。在相同实验条件下,聚哌嗪酰胺复合纳滤膜通量下降幅度(Jt/J0)为47%,而水相溶液含SS浓度为0.06wt%、0.08wt%、0.1wt%所制备的SS改性聚酰胺复合纳滤膜的通量下降幅度(Jt/J0)则分别为的37%、25%和13%。