基膜調(diào)控及其對(duì)復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和性能影響.pdf

1、通過使用具有不同組成和結(jié)構(gòu)參數(shù)的基膜制備反滲透膜和CO2分離膜，研究基膜組成和結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和性能的影響?？疾旖]沉淀相轉(zhuǎn)化過程中，非溶劑通過涂層底面入侵對(duì)膜中大空穴生成的影響，制備具有較好耐壓性能的基膜。
　　選用三種孔徑不同的商品基膜，經(jīng)過表面活性劑十二烷基硫酸鈉（SDS）溶液浸泡這三種基膜后制備反滲透膜。基膜孔徑和SDS溶液浸泡處理基膜影響反滲透膜皮層交聯(lián)度、皮層厚度、表面粗糙度以及皮層高分子材料應(yīng)變等，進(jìn)而影響反滲透膜的

2、性能。反滲透膜水通量和鹽截留率均隨著基膜孔徑的增大先增大后減小，當(dāng)基膜孔徑較小時(shí)（9.8nm），反滲透膜水通量隨著SDS溶液浸泡處理基膜而減小，鹽截留率隨著SDS溶液浸泡處理基膜而增大，當(dāng)基膜孔徑較大時(shí)（14.2或20.3nm），反滲透膜水通量和鹽截留率均隨SDS溶液浸泡處理基膜而增大。
　　在基膜鑄膜液中添加脫摻雜聚苯胺（PANI）納米材料調(diào)控基膜的組成和結(jié)構(gòu)，制備反滲透膜。隨著PANI添加量的增大，基膜表面氨基含量增加，孔徑減

3、小，孔隙率增大。隨著PANI添加量的增大，基膜水通量增大，即基膜對(duì)水阻力減小。表面氨基和孔徑的共同作用使反滲透膜皮層交聯(lián)度和表面粗糙度先增大后減小，皮層厚度先減小后增大。皮層交聯(lián)度、厚度、表面粗糙度和基膜阻力的共同作用使得反滲透膜的水通量隨基膜鑄膜液中PANI含量的增加先增大后減小，基膜孔徑減小使皮層高分子材料在壓力下的應(yīng)變減小，皮層交聯(lián)度和皮層高分子材料應(yīng)變的共同作用使得反滲透膜的鹽截留率先增大后減小。
　　通過在基膜鑄膜液中添

4、加聚乙烯吡咯烷酮（PVP）調(diào)控基膜的組成和結(jié)構(gòu)，并制備CO2分離膜。隨著PVP添加量的增大，基膜表面羰基含量增加，表面平均孔徑、孔密度和孔隙率均先增大后減小。基膜表面羰基與皮層材料聚乙烯基胺（PVAm）形成氫鍵，使基膜和皮層界面處更加致密，滲透性能降低，擴(kuò)散選擇性能提高。基膜孔徑較小時(shí)，皮層材料向孔內(nèi)的滲漏程度小，有利于膜滲透性提高。基膜表面孔密度和孔隙率較高時(shí)，部分氣體在基膜和皮層界面的擴(kuò)散路徑減短，有利于滲透性提高。氫鍵以及表面孔徑

5、、孔密度和孔隙率的共同作用使得復(fù)合膜的CO2滲透速率和CO2/N2分離因子均隨著基膜鑄膜液中PVP含量的增大先增大后減小。此外，使用乙醇溶液處理后基膜所制復(fù)合膜滲透性能提高。
　　考察了非溶劑通過涂層底面入侵對(duì)膜中大空穴生成的影響。涂在玻璃板上的涂層邊緣先從玻璃板上剝離，非溶劑進(jìn)入涂層底面和玻璃板之間的縫隙并侵入涂層底面，形成大空穴。溶劑和非溶劑通過無紡布縫隙交換，使無紡布支撐的膜中產(chǎn)生大空穴。通過在凝固浴中加入溶劑，能夠抑制無紡