芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜表面接枝親水性大分子及其性能研究.pdf

1、芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜以其優(yōu)異的分離性能已成為目前反滲透膜的主流產(chǎn)品，但其應(yīng)用中存在的關(guān)鍵技術(shù)問題是膜的污染和氯化降解，而通過表面改性對(duì)聚酰胺反滲透復(fù)合膜表面微結(jié)構(gòu)進(jìn)行二次加工和調(diào)控，是實(shí)現(xiàn)對(duì)膜表面功能化修飾、提高芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜抗污染、耐氯降解的重要途徑之一。
　　本論文主要研究現(xiàn)有商業(yè)化聚酰胺反滲透復(fù)合膜表面接枝親水性功能材料聚乙烯醇(PVA)對(duì)其分離性能的影響。分別采用過硫酸鉀引發(fā)和戊二醛鏈接將聚乙烯醇接枝于聚酰胺反滲

2、透膜表面，采用ATR-FTIR、SEM、AFM、Zeta電位測(cè)定儀、接觸角測(cè)定儀等對(duì)膜表面化學(xué)組成、表面形貌、表面親水性、表面荷電性等表面性質(zhì)進(jìn)行表征，采用錯(cuò)流實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)膜分離性能與抗污染性能，采用靜態(tài)浸泡試驗(yàn)研究膜耐氯降解性能，系統(tǒng)研究表面接枝PVA對(duì)膜微結(jié)構(gòu)、分離性能、抗污染性能和耐氯降解性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果概括如下:
　　(1)過硫酸鉀引發(fā)接枝PVA改性聚酰胺反滲透膜:紅外光譜(FTIR)顯示，采用過硫酸鉀引發(fā)可成功將PV

3、A接枝于聚酰胺反滲透膜表面。接枝改性增強(qiáng)了膜表面的親水性能，降低了膜表面粗糙度以及膜表面電位;接枝PVA使膜更加致密、水滲透阻力增大、通量降低、脫鹽率升高。改性膜表面親水性的提升，增強(qiáng)了其對(duì)牛血清蛋白和十二烷基硫酸鈉的抗吸附能力;同時(shí)膜表面電位的降低減弱了對(duì)十六烷基三甲基溴化銨的靜電吸引力，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗污染性能。氯化實(shí)驗(yàn)表明，表面接枝PVA可顯著提高聚酰胺反滲透復(fù)合膜的耐氯降解性能。
　　(2)戊二醛鏈接接枝PVA改性聚酰胺反滲

4、透膜:以戊二醛為鏈接劑，可成功將PVA接枝于聚酰胺反滲透復(fù)合膜表面。ATR-FTIR譜圖中，1657cm-1和1026cm-1處出現(xiàn)的新吸收峰，表明在戊二醛鏈接作用下能夠?qū)VA接枝于反滲透膜表面。未改性膜接觸角為57.8°，改性膜接觸角為42°，親水性得到增強(qiáng);Zeta電位測(cè)試表明，改性膜表面電量較未改性膜低;接枝PVA后增加了膜表面粗糙度。通過調(diào)節(jié)改性參數(shù)，可以調(diào)控膜的分離性能，得到具有較高滲透通量和脫鹽率的改性膜。改性膜對(duì)BSA、

5、SDS和CTAB表現(xiàn)出良好的抗污染性能。此外，經(jīng)過相同強(qiáng)度的氯化處理，未改性膜的脫鹽率由初始的98.2％降為81.4％，而經(jīng)戊二醛鏈接接枝PVA的改性膜的脫鹽率則僅由98.7％降為96.5％，顯示了很好的耐氯性能。
　　(3)戊二醛鏈接接枝改性膜比過硫酸鉀引發(fā)接枝改性膜表現(xiàn)出更優(yōu)異的耐氯性能，且戊二醛鏈接接枝法過程可控，對(duì)膜的分離性能的影響較小，可以得到優(yōu)良分離性能的改性膜。但與戊二醛鏈接接枝改性膜不同的是，過硫酸鉀接枝改性膜降低