甲酸乙酯改性聚酰胺正渗透复合膜的制备及表征

针对正渗透膜本身存在较低水通量以及较高反向盐通量的问题,以筛网为支撑的聚砜膜作为底膜,间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)作为水相和有机相单体,不同含量的甲酸乙酯添加在有机相中作为共溶剂,通过界面聚合法制备了高通量的聚酰胺正渗透复合膜。以2 mol/L Na Cl和1 mol/L的MgCl_2作为汲取液,去离子水作为原料液,对所得正渗透膜进行水通量以及反向盐通量的测试。结果表明,在有机相中添加少量甲酸乙酯作为共溶剂时,可以提高膜的通量和效率。通过改变甲酸乙酯的添加量,可以改变膜性能以及形貌。当甲酸乙酯的添加质量分数为4%时,正渗透的水通量能达到未改性膜的2.6倍,同时J_--s/J_v仍维持在较低的水平。

新型聚酰胺复合正渗透膜对重金属的脱除效果

以新型聚酰胺复合正渗透膜的2种膜方位[膜的活性层朝向原料液(即AL-FS模式)和膜的活性层朝向汲取液(即AL-DS模式)]对5种不同的重金属原料液进行处理。结果表明,在AL-DS模式下各处理的正向水通量都高于在AL-FS模式下的,且同一重金属原液在2种模式下水通量差异极显著(P<0.01)。反向盐通量表现为AL-DS模式高于AL-FS模式,但只有砷、汞的反向盐通量在2种模式下差异显著(P<0.05)。对于同一重金属原液,J_s/J_w值表现为AL-DS模式均低于AL-FS模式,且2种模式下的J_s/J_w值都低于0.02。2种模式下对汞的拦截效果都很好,拦截率分别达到99.50%(AL-DS模式)、90.66%(AL-FS模式),其中以铅、砷、汞为原液时,重金属拦截率表现为AL-DS模式高于AL-FS模式,以镉、铬为原液时结果相反。

环丙胺改性正渗透膜的制备及耐氯性能研究

采用界面聚合的方法,将环丙胺接枝到复合膜表面制备出高耐氯性能的聚酰胺正渗透膜。采用扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM),傅里叶红外光谱(FTIR)对复合膜进行表征。并以去离子水为进料液,2.0 mol/L的氯化钠溶液为汲取液,对膜进行正渗透实验。研究发现,相比于原始膜,当环丙胺的添加量为1.0wt%和1.5wt%时,膜的表面开始变得更加光滑,其Ra由48.7 nm降至41.4 nm和34.8 nm。同时表现出了很好的分离性能和耐氯性能,改性后膜的盐截留率从99.0%分别增加到99.3%和99.7%;在pH为9的条件下,经过20000 mg/(L·h)的氯化后,2种改性膜的盐截留率要比未改性膜高出15.1%和19.7%;即使在pH为4的酸性条件下,经过20000 mg/(L·h)的氯化后,2种改性膜的盐截留率依然比未改性膜高出15.9%和24.4%。

氧化石墨烯表面改性正渗透膜制备及其抗污染性能

利用化学偶联的方式将氧化石墨烯(GO)接枝到聚酰胺复合正渗透(TFC-FO)膜表面,成功制备出一种新型GO改性TFC-FO膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪(AIR-FTIR)和固体表面Zeta电位分析仪等表征手段,证明GO成功接枝到膜表面,并通过接枝改性降低了膜面粗糙度,增加了亲水性,并增强了荷负电性.然后,采用去离子水和4 mol/L氯化钠溶液作为进料液和汲取液,进行清水渗透实验,同时选取200 mg/L海藻酸钠为特征污染物进行污染实验.渗透和污染实验结果表明,与未改性的TFC-FO膜相比,GO接枝处理使得改性TFC-FO膜的选择性和抗有机污染能力增强,且在长期污染实验中显示出明显的优势.膜表面污染层的SEM和激光共聚焦显微镜(CLSM)表征结果进一步验证了GO接枝改性确实提升了TFC-FO膜的抗有机污染性能.本研究为TFC-FO膜通过表面改性提升抗有机污染能力提供了一个新思路.