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《郑州大学》 2005年
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聚醚砜-聚酰胺复合荷电纳滤膜的制备技术研究

杨艳红  
【摘要】:膜,泛称两相间的选择性屏障。它在自然界中尤其在生物体内广泛而恒久地存在着,是一切生命活动的基础。膜过程是在20世纪初出现,60年代后迅速崛起的一门高新技术,应用领域十分广阔。 纳滤是近年发展起来的一种新型的膜分离技术,对一、二价离子有不同的选择性,对小分子有机物有较高的截留性。新型纳滤膜的开发和研究是当今膜技术领域的研究热点,对于我国国民经济的发展以及人们生活水平的提高具有重要意义。 本文以新型荷电纳滤膜的开发为背景,重点研究通过界面聚合方法,在聚醚砜超滤膜上复合很薄的选择层,并使其具有纳滤膜的结构和特征。 为了给复合膜提供理想的支撑基膜,采用L-S相转化法制备聚醚砜超滤膜。本文以聚醚砜为膜材料、N-甲基吡咯烷酮为溶剂、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇400为添加剂,通过正交设计,系统研究了各种因素对聚醚砜超滤膜性能的影响,并采用回归分析得到了模型方程。结果表明:所制备的聚醚砜超滤膜之水通量为246.9L·m~(-2)·h~(-1)(操作压力0.1MP),该膜对浓度为500ppm的聚乙烯醇(PVA80000)截留率达95%以上。 纳滤膜性能的好坏,关键在于后续的界面聚合反应。本文先通过一系列的探索性实验,比较不同聚合单体的效果,寻找影响膜性能的主要因素和基本规律。 目前已实现工业化的荷电纳滤膜大多为荷负电纳滤膜,相比之下荷正电纳滤膜有较大的发展空间。本文以聚乙烯亚胺和均苯三酰氯为反应单体,以水和正己烷为溶剂,采用均匀设计法,通过界面聚合制备荷正电纳滤膜。将此数据进行处理,得出其模型的回归方程,整理得到优化配方为:聚乙烯亚胺浓度为1.75%,十二烷基硫酸钠浓度为0.1%,界面聚合反应时间为2min,酸接受剂浓度为0.3%,膜对一价盐的截留率均在30%左右,对二价盐的截留率为接近70%,对低分子有机染料的截留率高达90%以上。 本文接着以2,5-二氨基苯磺酸为无机相反应单体,采用均匀设计法,通过界面聚合制备荷负电纳滤膜。将此数据进行处理,也得出其模型的回归方程,整理得到优化配方为:2,5-二氨基苯磺酸浓度为0.75%,十二烷基硫酸钠浓度为0.15%,酸接受剂浓度为0.15%,界面聚合反应时间为3min,膜对一价盐的截留率均在40%左右,对二价盐的截留率为接近80%,对低分子有机染料的截留率高达90%以上。 最后,本文所制得的荷电纳滤膜与国内某单位提供的醋酸纤维素纳滤膜相比较,
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