界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜

论文摘要

复合纳滤膜是介于反渗透和超滤膜之间的一种压力驱动膜。由于复合膜纳滤膜是由超薄皮层和具有非对称结构的支撑层构成的,所以在低压下具有高的选择性及渗透性,因此,日益受到人们的重视。目前,大多数聚酰胺商品膜是以聚砜、聚醚砜等作为多孔支撑膜,以聚酰胺为活性层制备复合膜,这些基膜通常有很好的机械性能和化学性能,但是在基膜表面没有化学键与表皮活性层结合,因此没有强烈的相互作用力在支撑层和表皮层之间,制备出的膜较易脱落。本工作以聚丙烯腈作复合纳滤膜的基膜,对其表面采用氢氧化钠溶液进行化学改性使之具有亲水基,产生能与界面聚合反应形成的活性层有牢固的化学键,制得改性聚丙烯腈。然后,以脂肪胺和对苯二甲酰氯为反应单体,在改性的基膜上采用界面聚合法制备出复合纳滤膜。通过全反射红外光谱（ATR-FTIR）、扫面显微镜（SEM）等表征手段,分析了复合纳滤膜的表面结构,观察复合膜的表面形态及断面结构,实验中,对制得的聚酰胺复合纳滤膜的脱盐率和水通量等性能进行了测试。分别考察了有机相溶剂种类,水相中胺单体结构,水相中胺单体浓度、有机相单体浓度、聚合反应时间、后处理时间等条件对聚酰胺复合纳滤膜分离性能的影响。本文研究表明,采用界面聚合法能够成功制备聚酰胺复合纳滤膜,在较低的操作压力（1.0MPa）下,能够具有较高的通量（51.37L/m2·h）和一定的脱盐率（25.66%）。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 膜分离技术概论
• 1.1.1 膜分离技术的发展
• 1.1.2 膜分离技术的特点
• 1.1.3 膜及膜材料的分类
• 1.2 纳滤膜
• 1.2.1 纳滤膜技术
• 1.2.2 纳滤膜的分离机理和模型
• 1.2.3 纳滤膜的制备方法
• 1.2.4 纳滤膜的应用
• 1.3 界面聚合法制备纳滤膜
• 1.3.1 界面聚合原理
• 1.3.2 界面聚合的影响因素
• 1.4 聚酰胺复合膜的国内外研究现状
• 1.5 本课题研究意义及研究内容
• 1.5.1 课题研究意义
• 1.5.2 课题研究内容
• 第二章 基膜制备
• 2.1 主要试剂与原材料
• 2.2 主要仪器设备
• 2.3 实验步骤
• 2.3.1 聚丙烯腈膜的制备
• 2.3.2 聚丙烯腈膜的改性处理
• 2.3.3 膜的性能测试
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 膜材料和溶剂的选择
• 2.4.2 聚丙烯腈含量与膜性能的关系
• 2.4.3 凝固浴温度对膜性能的影响
• 2.4.4 添加剂对膜性能的影响
• 2.4.5 基膜形貌分析
• 2.5 小结
• 第三章 聚酰胺复合纳滤膜制备
• 3.1 主要试剂与原材料
• 3.2 主要仪器设备
• 3.3 功能层的制备
• 3.4 聚酰胺复合纳滤膜的表征
• 3.4.1 全反射红外光谱表征
• 3.4.2 扫描电子显微镜表征
• 3.4.3 通量和截留率的测试
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 红外光谱分析
• 3.5.2 扫描电镜形貌分析
• 3.5.3 有机相溶剂对复合膜的影响
• 3.5.4 胺结构对复合膜性能的影响
• 3.5.5 胺浓度对复合膜性能的影响
• 3.5.6 酰氯浓度对复合膜性能的影响
• 3.5.7 聚合反应时间对复合膜性能的影响
• 3.5.8 热处理时间对复合膜性能的影响
• 3.6 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书