含氟聚酰胺纳滤膜制备及其二价离子分离应用

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以聚醚砜(PES)超滤膜为基膜,水相单体为2,2-二(1-羟基-1-三氟甲基-2,2,2-三氟乙基)-4,4-亚甲基双苯胺(BHTTM),有机相单体为均苯三甲酰氯(TMC)时,通过界面聚合的方法制备复合纳滤膜,研究了纳滤膜的制备条件并对纳滤膜的性能进行评估,采用ATRIR、SEM及AFM等对膜进行了表征;当水相中含有1%(w/v)的BHTTM,有机相中含有0.15%(w/v)的TMC,将水相和有机相单体聚合10 s,然后将其放入80℃下热处理5 min制备含氟纳滤膜,操作压力0.6MPa,纳滤膜Na2SO4的截留率85.3%,纯水通量10.1 L/(m2·h);经过5 000 mg/L的活性氯处理后纳滤膜Na2SO4的截留和纯水通量分别达到94.5%和94.8 L/(m2·h),处理前后的纳滤膜对不同盐的截留率为Na2SO4>MgSO4>MgCl2>NaCl,因此该纳滤膜为荷负电纳滤膜.同时,在研究纳滤膜中添加硅溶胶及选择新型聚合单体后,为了进一步提高纳滤膜的渗透性能,实验以BHTTM为水相单体,TMC为有机相单体,通过水相中添加硅溶胶制备SiO2-含氟纳滤膜;通过对不同聚合条件进行优化,研究了制膜条件,在优化条件下,0.6MPa测得纳滤膜对Na2SO4的截留率为85.0%,纯水通量为15.2 L/(m2·h),相比于不添加纳米颗粒,膜的渗透性能有一定的提高;当纳滤膜经过5 000 ppm活性氯处理后,纳滤膜Na2SO4的截留率为94.0%,纯水通量为105 L/(m2·h)(17.5 L·m-2·h-1·bar-1),相比于大多数纳滤膜的纯水通量(510 L·m-2·h-1.bar-1)得到了很大的提升.此外,以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,BHTTM为水相单体,TMC为有机相单体,采用界面聚合方法制备了中空纤维复合纳滤膜,分析了基膜和纳滤膜的微观结构、表面粗糙度、红外光谱和亲水性,讨论了不同反应时间、热处理时间、单体浓度等制备奈件对纳滤膜性能的影响.结果表明:当水相1%(w/v)BHTTM、油相0.15%(w/v)TMC和界面聚合时间10 s,并在60℃下热处理10 min时,所得纳滤膜具有良好的分离性能,对于无机盐的截留率大小均为Na2SO4>MgSO4>NaCl>MgCl2.
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