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目前,芳香聚酰胺反渗透膜是海水淡化市场上的主流产品,它具有高分离性能、低能耗、低污染、高环保、使用范围广等优势,已引起国内外研究学者的广泛关注。然而,反渗透膜技术仍然面临着许多挑战,如渗透性和选择性之间仍然存在“上限平衡”、抗污染能力差、除硼效果不佳等。寻找高效稳定的反渗透膜对反渗透技术的实际应用具有非常重要的意义。本文以制备高性能反渗透膜为出发点,采用不同的膜制备方法和改性手段,通过对反渗透膜片的聚酰胺层进行改性处理,制备出两种新型反渗透复合膜。主要研究内容及结论如下:首先,利用纳米氧化铈的高亲水性、高稳定性、低成本等优点,通过界面聚合法将其掺入反渗透膜的聚酰胺选择层中,制备得到氧化铈掺杂的薄层纳米复合膜TFN。膜表面性质分析结果表明,氧化铈被成功引入到复合膜中,改性膜具有更强的亲水性、更高的表面粗糙度以及更强的表面电负性,同时复合膜表面的亲水性、粗糙度和电负性在一定范围内随着氧化铈含量的增加而增强。由膜的反渗透性能实验可知,氧化铈的引入增强了复合膜的渗透选择性。在最优条件下制备的TFN-CeO2100膜(氧化铈投加量为100 mg/L)的水通量为44.0 L.m-2.h-1,相比原始膜来说,水通量增加了 50%。与此同时,TFN-Ce02100膜的截盐率仍保持在较高水平(98%)。氧化铈的引入还改善了复合膜的抗污染性能,与参照膜相比,TFN-Ce02100膜具有较低的总污染率和较高的通量恢复率,这是由于膜表面亲水性和电负性的改善,有利于提升复合膜对污染物的抗粘附作用。其次,含碳二亚胺(EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的活化溶液与商品聚酰胺反渗透膜表面相接触以活化膜表面羟基,随后原位接枝3-氨基-1,2-丙二醇(APD)和妥布霉素(TOB)两种含氨基的小分子功能材料,制备得到具有更好综合性能的反渗透复合膜。傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表明APD和TOB被成功接枝在复合膜表面,接枝改性后复合膜表面亲水性增强,表面电负性降低,同时膜片表面粗糙度降低。以2000ppm NaCl和5 ppm H3B03溶液为原料液对该复合膜进行了反渗透实验。结果发现,改性膜TFC-TOB/APD2(APD接枝浓度为2g/L)的通量可达4.OL.m-2·h-1·bar-1,相比于原始膜水通量提升了 29%,同时对NaCl的截留率保持在98%以上。值得注意的是,APD和TOB接枝改性聚酰胺反渗透复合膜,可使膜的除硼率从84.2%提升至91.0%,主要由于膜表面接枝的APD具有邻位羟基结构能与硼酸分子快速络合形成硼酸酯,络合的反应方程式为B(OH)3+2R(OH)2(?)[B(R02)2]-+3H20+H+,大分子硼酸酯能够有效被膜孔截留,因此膜的脱硼性能得到明显增强。此外,TFC-TOB/APD2膜对金黄葡萄球菌(98.2%)和大肠杆菌(99.9%)都具有显著的杀菌能力,主要由于膜表面的TOB分子能使有效灭活细菌。以牛血清蛋白和腐殖酸为污染物的污染实验中,TFC-TOB/APD2膜的通量恢复率分别为82.7%和87.3%,远远高于原始膜的通量恢复率,体现了 TFC-TOB/APD2膜优异的抗污染性能。总而言之,本文通过在聚酰胺层中嵌入氧化铈纳米颗粒,制备得到了高渗透选择性、优异稳定性以及强抗污能力的新型反渗透复合膜。同时利用聚酰胺层表面的羧基,原位接枝APD和TOB小分子功能单体,有效提升了复合膜的脱硼性能、抗污染及杀菌能力。以上改性膜都能克服传统反渗透膜的缺陷,为高性能反渗透膜的发展提供了理论依据。