复合反渗透膜的制备及表征

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1、复合反渗透膜的制备与表征报告人：指导教师：汪勇教授2014年10月目录课题背景复合反渗透膜制备复合反渗透膜表征与性能测试总结研究背景—分离膜分离膜定义：具有分离功能的薄膜材料。特点：在温和低成本条件下实现物质分子水平的分离。最理想的分离技术之一。21世纪的多数产业中，膜技术扮演着战略的角色。研究背景—反渗透膜原理渗透是水通过半透膜，从低溶质浓度一侧到高溶质浓度一侧，直到两侧的水的化学位达到平衡。反渗透是在推动力作用下，溶剂（水）从高溶质浓度一侧到低溶质浓度一侧，克服的是渗透压。工业/市政废水处理反渗透膜产品浓缩与纯化海水/苦咸淡化反渗透膜在应用过程中存在的

2、问题:膜污染、膜通量不高、膜的耐受性差等。......……研究背景—反渗透膜的应用纯水/超纯水生产研究背景—反渗透膜材料芳香聚酰胺醋酸纤维素耐氯性，但耐酸碱和抗微生物降解能力差优良的物化稳定性，耐强碱、耐油脂、耐有机溶剂、耐高温和耐日光性能优良，但耐酸性和耐氯性较差。由磺化聚芳醚砜与多官能团环氧树脂交联制备的反渗透膜具有优良的耐氯性能，将来有可能替代芳香聚酰胺复合反渗透膜反渗透膜研究背景——反渗透膜种类基于界面聚合法对复合反渗透膜制备及表征以无纺布为底制备复合反渗透膜配制混合溶液结构表征性能测试④①②③优化制膜条件课题研究思路简单可控高通量和高脱盐率容易对

3、其改性复合反渗透膜制备流程示意图复合反渗透膜的表面形貌SEM图对比16wt%的刮膜液（PS溶液）和20wt%的刮膜液（PS溶液）在相同的实验条件下制备的聚砜基膜所得电镜图，观察发现，在电镜下，20wt%的刮膜液制备的聚砜基膜比16wt%的孔小，表征形貌好，具体如下图16%PS溶液的聚砜基膜20%PS溶液的聚砜基膜复合反渗透膜的表面形貌16wt%刮膜液（PS）界面聚合后，新形成膜层表面由粗糙的叶状和环状突起构成。20wt%干燥后聚砜膜表面呈现多孔状；界面聚合后膜表面与文献中表面SEM表征类似，由粗糙的叶状和环状突起构成。纯水通量和盐截留率测试条件为1MPa下

4、预压10min，后进行通量截留测试。盐溶液为3g/L的NaCl溶液。通量/L/(m2hMPa)盐截留率/%1#28.158.82#19.376.03#18.483.3第一片膜通量相较于后两片偏大，截留率也相应偏小，应与膜表面不够均匀有关；后两片通量与之前相近，但截留率依旧在八成左右，与理想值仍差别很大。纯水通量和盐截留率Page13测试条件仍为1MPa下预压10min，后进行通量截留测试。盐溶液为3g/L的NaCl溶液。通量/(m2.h.MPa)盐截留率/%1#104.732.72#52.569.83#72.445.8通量相较于之前都有了增大，且通量越大

5、，截留率越小。提高热处理温度未能有效提高盐截留率。复合反渗透膜的渗透性能Cf/(μS.cm-1)Cp//(μS.cm-1)R/%J/L/(m2.h.MPa)组别5.772.3858.828.115.771.38376.019.35.770.96183.318.45480369032.7104.725480165769.852.55480297045.872.4第二组通量相较于之前都有了增大，且通量越大，截留率越小。提高热处理温度未能有效提高盐截留率。R-盐截留率Cp--渗透液电导率Cf-进料液电导率J--通量R=(1-CP/Cf)*100%总结我们所制备的

6、聚砜基复合反渗透膜的膜通量较大，截留率较小，估计是膜的表面不够均匀；第二次制备的相对较好，膜通量和截留率都有了很好的提高。提高热处理温度未能有效提高盐截留率。20%wt的PS溶液制备的聚砜基膜的孔较小，表面形貌较好；界面聚合后表面与文献中表面SEM表征类似，由粗糙的叶状和环状突起构成。MPD与TMC的浓度比改变会影响活性分离层的交联度、厚度、表面形貌、亲水性和渗透选择性能。当MPD与TMC的浓度比等于最优浓度比时，由相关文献得，最优浓度比为20：1时，膜形貌和性能最好，故直接使用此配比。膜表面峰谷结构的化学组成不同，突起的交联度高于凹谷的交联度，即聚砜基复

7、合反渗透膜表面的突起主要是由高交联度的聚合物组成，而凹谷主要是由低交联度的聚合物组成。敬请老师批评指正！