海水淡化反渗透膜支撑层的制备与表征.pdf

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1、第34卷第3期膜科学与技术Vo1．34No．32014年6月MIEMBRANESCIENCEANDTECHN0L0GYJuI1．2014海水淡化反渗透膜支撑层的制备与表征杨峰，周尚寅，潘变伊，潘巧明(杭州北斗星膜制品有限公司，杭州310022)摘要：以100m聚酯(PET)无纺布为基材，聚砜(PS)为溶质，二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂配置铸膜液，纯水做为凝固浴，用浸没沉淀相转法化法制备支撑层，并以界面聚合反应的方式制备了海水淡化反渗透膜．对所形成支撑层的结构、纯水通量、比表面积、孔容、平均孔径、海水淡化反渗透膜的压密

2、性能以及压密前后的脱盐率和水通量进行测定及表征．结果表明，以PS为溶质，DMF为溶剂的铸膜液，制备的支撑层耐压密性好，适用于海水淡化反渗透膜的制备．关键词：支撑层；二甲基甲酰胺；耐压密性；海水淡化中图分类号：TQO28．8文献标志码：A文章编号：1o07～8924(2O14)03一O059—04海水占地球水资源的97，将海水淡化的方法SIRION场发射扫描电镜；气体吸附仪(美国主要有膜法、蒸馏法、结晶法、溶剂萃取法和离子交Quantachrome仪器公司)；电导率仪(雷磁)；膜片测换法等[卜引．虽然方法多种，但是随着分离膜技术的厚仪；自制纯水

3、测试平台；自制海水膜测试平台等．发展，反渗透膜分离法在海水淡化领域的重要性日2实验及表征益突显L4J．分离膜的发展可分为三个阶段，第一阶段是均2．1支撑层的制备质膜，膜结构对称，产水效率较低[6]．第二阶段是1)配置铸膜液，将聚砜按质量分数l8加入到Loeb和Sourirajan[]发明的浸没沉淀转化法，制备二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺溶剂中，加热到出了皮层致密，支持层多孑L的非对称反渗透膜，其产9O℃，充分搅拌溶解1h，并冷却至室温．再在真空水效率比第一阶段有所提高．第三阶段是1963年脱泡罐中脱泡，一0．8MPa下脱泡0．5h．2)然后将R

4、iley[8]首先研制出支撑层与功能皮层分开制备的铸膜液通过刮刀，均匀涂刮于聚酯无纺布上，涂刮液复合分离膜，其产水效率与脱盐性能与之前两个阶与空气接触5S后，浸人水中60S完成相转化，纯水段相比都有质的提高．当前海水淡化所用反渗透膜漂洗，完成支撑层制备．都为第三代复合分离膜．而支撑层的结构对复合膜2．2支撑层纯水通量测试的性能有较大的影响[钆]，本文主要以聚砜为材料，安装于自制的膜片测试装置，在0．1MPa，常温制备了海水淡化反渗透膜的支撑层，并对其结构与下，用纯水测试通量，稳定0．5h后，在时间t内收性能进行表征．集纯水透过的体积A，收集3

5、次取平均值．纯水通量以F表示．1药品与仪器F—Q／(A·)(1)聚酯(PET)无纺布；聚砜(PS)；二甲基甲酰胺式中，F为纯水通量，L／(m。·h)；Q为纯水透过量，(DMF)；二甲基乙酰胺(DMAC)；间苯二胺(MPD)；L；A为膜的有效面积，m；t为收集纯水透过量所用均苯三甲酰氯(TMC)；IsoparG等．的时间，h．收稿日期：2013—07—15；修改稿收到日期：2013—08—14基金项目：国家科技支撑计划课题：海水淡化用膜产品制备技术开~：(2009BAB47B05)第一作者简介：杨峰(1983一)，男，浙江诸暨市人，工程师，从事

6、液体分离膜研究．通讯作者E-mail：yfinhz@163．corn·6O·膜科学与技术第34卷2．3支撑层耐压密性测试3结果与讨论将支撑层，浸人间苯二胺水溶液，去除多余液体，再单面涂布均苯三甲酰氯的IsoparG溶液，通过3．1聚砜支撑层的纯水通量界面聚合反应制备海水淡化反渗透膜，在海水膜片分别以DMAC和DMF为溶剂制得的PS支撑测试系统上，在5．5MPa压力，25℃下，用3．2×层在不同压力下的纯水通量的实验结果如图2所10g／mLNaC1水溶液，压密一定时间后测量前后示．从图2可以看出，两种溶剂制得的PS支撑层的膜片厚度差，测试3次并

7、取平均值．纯水通量的数值非常接近，DMF为溶剂时略高．‘‘g、咖{操作压力，MPa1．原水池；2．纯水池；3．高压泵；4．球阀；5．流量计；6．调节阀；7．膜测试台；8．产水图2操作压力对支撑层的纯水通量的影响图1海水反渗透膜评测装置示意图Fig．2EffectofoperatingpressureonpurewaterfluxFig．1Schematicdiagramofreverseosmosis3．2聚砜支撑层的耐压密性能membranetestdevice分别以两种不同溶剂制得的PS支撑层，在相2．4膜片性能测试同的条件下，通过界面聚

8、合得到的聚酰胺海水淡化将两种不同支撑层制得的海水淡化反渗透膜片反渗透膜的耐压密性能的结果如图3所示．用纯水冲洗后剪成固定尺寸装入膜片评测装置中，在5．5MPa压力，