碳納米管填充聚酰胺反滲透膜的設(shè)計(jì)與制備.pdf

1、隨著水資源問題日趨嚴(yán)重，反滲透技術(shù)在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛，從海水淡化領(lǐng)域逐漸拓展到廢水處理等領(lǐng)域，因此對(duì)反滲透膜也提出了新的要求．未來反滲透膜的趨勢(shì)將是高分離性能、抗氧化和耐污染性方向發(fā)展。本課題以聚砜超濾膜為支撐膜，通過改性碳納米管，設(shè)計(jì)和制備碳納米管填充聚酰胺雜化反滲透膜.在此基礎(chǔ)上，表征了碳納米管-聚酰胺雜化膜，考察了該膜的分離性能，并研究了該膜的耐污染和穩(wěn)定性．得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：
　　 (1)多壁碳納米管(MW

2、NTs)的化學(xué)改性。分別采用混酸和二氯亞砜處理獲得酸化碳納米管(MWNT-COOH)和酰氯化碳納米管(MWNT-COCl)。表征結(jié)果顯示：經(jīng)改性后，MWNTs變短，且分散性大大提高。相對(duì)于未處理的碳納米管，酸化碳納米管已接上羧基，羥基等官能團(tuán)；酰氯化碳納米管已接上酰氯基團(tuán)。
　　 (2)酸化碳納米管水相添加膜的制備與分離性能研究。透射電鏡和紅外表征顯示：酸化碳納米管均勻分散于聚酰胺層中．酸化碳納米管-聚酰胺反滲透膜的純水通量增加

3、顯著；水合鹽離子的截留率有一定下降；但小分子有機(jī)物的截留率較穩(wěn)定。在25C，1.6MPa下，對(duì)于20000mg/L丁醇模擬發(fā)酵液的濃縮，當(dāng)水相添加膜中酸化MWNTs水相添加量為0.1％時(shí)，其水通量達(dá)到了53.13L/m2·h，相當(dāng)于純聚酰胺膜水通量的2.43倍；但由于丁醇的濃度較高，截留率下降明顯。同時(shí)，酸化碳納米管水相添加膜有更優(yōu)的耐酸和耐有機(jī)溶劑性能。
　　 (3)酰氯化碳納米管油相添加膜的制備與分離性能研究.在25℃，1.

4、6MPa下，對(duì)于2000ppm的氯化鈉溶液，酰氯化碳納米管油相添加膜的水通量明顯增加，當(dāng)MWNTs添加量為0.2%時(shí)，膜的水通量達(dá)到51.87L/m2·h;但氯化鈉的截留率也相應(yīng)減小。該油相添加膜對(duì)分子量大于100且高荷負(fù)電型有機(jī)物具有很好的分離效果。酰氯化碳納米管油相添加膜對(duì)于丁醇模擬發(fā)酵液的分離性能優(yōu)于酸化碳納米管水相添加膜。
　　 (4)碳納米管定向排列的初步研究。碳納米管均勻分散在乙醇中，以親水性尼龍膜過濾制備定向排列碳