醇类及氧化处理对反渗透膜表面zeta电势及性能的影响.doc

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1、醇类及氧化处理对反渗透膜表面zeta电势及性能的影响梁松苗，吴宗策，刘桂玲，许国扬，陶健，金焱贵阳时代沃顿科技有限公司，贵州贵阳，550018，摘要：本文以间苯二胺水溶液为水相，均苯三甲酰氯环己烷溶液为油相，制备得到的反渗透膜为基础，重点研究了甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇及次氯酸处理对反渗透膜膜表面zeta电位(δ)及膜片性能的影响。结果表明，经醇类处理后，反渗透膜膜面的zeta电势与处理前一致，且均为负值，电位绝对值δIsopropanol>δEthanol>δMethanol。此外，不同于异丙醇，反渗透膜在甲醇和乙醇溶液中表面

2、zeta电势的绝对值随浸泡时间的增加而减小。在短时间内，次氯酸氧化处理可以有效提升膜面的负电性。次氯酸、异丙醇及乙二醇处理可以有效提升反渗透膜通量，但降低膜片脱盐率。甲醇和乙醇对反渗透膜的通量有抑制作用。关键词：反渗透膜、zeta电势、醇类、氧化处理一、前言反渗透技术作为水资源再生的关键技术之一，已受到人们日益广泛的关注。在国务院制定的“十二五”发展战略中，更是明确地把海水淡化反渗透技术作为今后相当长时间内需要重点研究与解决的重大关键议题，从政策和经费上给予大力支持。作为这一技术的核心组成部分，高性能反渗透膜的开发研究也显得日益

3、迫切。自Cadotte[1]发明第一款聚酰胺型复合反渗透膜以来，研究人员在反渗透膜技术包括如何提升其有效通量与脱盐率[2-4]、抗污染性能[5，6]、抗酸碱稳定性和抗氧化能力[7,8]等方面已进行了广泛研究。已有文献报道反渗透膜的通量和脱盐与单体浓度、后处理温度以及所使用的溶剂系统之间存在密切联系[9]。抗污染能力则可以通过改变膜面的电性能、亲疏水性、光滑度等来有效调节[10]。抗酸碱稳定性主要涉及到聚酰胺层在碱性条件的抗水解能力，其可以通过有机无机纳米杂化技术得到有效强化。总体来讲，在对反渗透膜的所有改进技术中，包括调控聚酰胺

4、交联网络层在内的表面处理技术占据着重要的位置，其原因在于优良的膜面性质对缓解系统浓差极化产生的冲击、防止污染物的黏附和保持脱盐层的物理化学稳定性等方面具有重要作用。而在表面处理中，对膜面电势的控制则可以有效调控膜面的亲疏水性从而影响膜片的基础性能。一般来讲，膜面带电荷越多，因为离子化效应，膜片亲水性就越好，从而有利于提高膜片通量和抗污性能。鉴于此，本文选用醇类及次氯酸，对初生反渗透膜膜面的表面电性进行了调整，并由此进一步研究了电性的改变对膜片性能的影响。二、实验部分1.实验药品及仪器（1）实验药品间苯二胺，分析纯，浙江安诺芳胺化

5、学品有限公司生产；均苯三甲酰氯，分析纯，安徽泰达新材料股份有限公司生产；环己烷，工业品，滁州市润达溶剂有限公司生产；无水乙醇、无水甲醇，分析纯，天津市化学试剂三厂生产；异丙醇，分析纯，淄博海正化工有限公司生产；11wt%次氯酸水溶液，南昌天联精细化工有限公司生产；氯化钠，分析纯，宜兴市化学试剂厂生产；蒸馏水（自制）；聚砜，工业级，重均分子量60000-70000，美国苏威公司生产；无纺布基材，美国Crane公司生产；N，N-二甲基甲酰胺（DMF），工业品，日本三菱公司生产；乙二醇，分析纯，北京精细化学品公司生产。（2）实验仪器膜

6、片检测台，自制；小型涂布机，自制；UltrameterIITM6Psi电导测试仪，MYRONL公司生产；AtonPaar固体表面zeta电位分析仪Surpass；Millipore超纯水制备系统SIMS0000。2.反渗透膜的制备将一定数量的聚砜颗粒分散于N,N-二甲基甲酰胺中，60oC下持续搅拌溶解8h后采用400目钢丝网进行过滤处理，然后在真空（真空度80Kpa）条件下静置脱泡24h得到澄清的聚砜溶液，溶液固含量20wt%。上述聚砜溶液采用自制涂布机均匀涂敷在无纺布基材上，并在20oC的纯水中进行凝固和清洗处理获得聚砜超滤膜

7、。聚酰胺脱盐层采用界面聚合技术在聚砜超滤膜表面进行制备。首先配制6.0wt%间苯二胺水溶液和0.3wt%的均苯三甲酰氯环己烷溶液。将30cm×30cm聚砜超滤膜贴于不锈钢片上并置于间苯二胺溶液中浸泡60s，取出除去表面游离水滴。然后，将其浸于均苯三甲酰氯溶液中进行界面聚合，反应时间为40s。界面聚合制备的复合膜反渗透膜在室内环境下静置处理直至膜面环己烷溶液完全挥发。所得成品膜置于纯水中待下一步处理和分析。3.反渗透膜的评测与表征为研究醇类等对上述复合反渗透膜性质的影响，所制备的反渗透膜分别置于甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇和5%次氯

8、酸溶液中处理设定时间后，用纯水清洗干净。处理后的反渗透膜基本性能如通量和脱盐率采用自制检测台进行检测，测试用样品尺寸为10cm×4cm，测试压力225psi，原水中NaCl浓度3000ppm，样品在测试条件下平衡30min后进行测试。膜片对氯化钠的脱除率（R）计