两性离子结构纳滤膜

来源 :中国工程院“气候变化背景下水环境保护”院士高峰论坛暨第二届海水淡化与水再利用西湖国际论坛 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xixihahawotiana
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  纳滤膜是一种新型的压力驱动分离膜,其孔径介于超滤膜和反渗透膜之间,可通过孔径筛分和静电排斥效应对物质进行分离,用于水的软化、废水处理、生物制药和石油化工等物质的分离.工业过程分离体系的复杂性,对纳滤膜的性能提出了更高的要求,特别是一些难分离体系的出现,如高盐浓度有机废水的处理,要求纳滤膜具有优异分离性能的同时,拥有良好的耐污染性.设计与制备含两性离子基团的纳滤膜,研究了两性离子膜材料的化学组成和结构,制膜条件,以及操作条件对膜分离性能和耐污染性的影响,探讨了两性离子纳滤膜微观结构和分离机理.对于荷正电两性离子三元共聚物P(DMC-co-HEA-co-DMAPS) PDHD纳滤膜,随着两性离子单体DMAPS含量的增加,膜表面亲水性增加、粗糙度降低;在保持高盐截留率的同时,膜的水通量大幅度提高.以BSA为模型分子对膜的耐污染性进行测试,发现两性离子纳滤膜水通量和盐截留率的变化较小,且清洗后,膜性能的恢复率较高.利用正电子湮灭技术对膜的微观结构进行测定,发现膜内部舍有大量的纳米级孔洞,提出"水通道"结构模型解释了两性离子纳滤膜超高水渗透通量的纳滤性能.系统地研究了P(HEA-co-DMAPS)二元共聚物两性离子膜,发现当铸膜液中硫酸浓度较高,硫酸钠浓度和温度较低时,膜对不同价态无机盐的分离性能较好;而当铸膜液中硫酸浓度较低,硫酸钠浓度和温度较高时,膜对有机物和无机盐的分离性能较好.合成了磺化N-氧乙基哌嗪(AEPPS)两性离子单体,然后以AEPPS和PIP作为水相单体,与TMC进行界面聚合反应制备含两性离子聚酰胺纳滤膜.实验结果表明,含两性离子纳滤膜的通量和耐污染性得到一定程度的改善,且具良好稳定性.AEPPS含量为3.2 mol%的纳滤膜通量为不舍两性离子纳滤膜通量的近两倍.两性离子纳滤膜表面S.epidermidis细菌的吸附量降低了50%.
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