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芳香聚酰胺(PA)复合反渗透(RO)膜因其优异的分离性能和较低的经济成本,目前已成为反渗透膜市场中的主流,但是PA材料在活性氯水溶液中容易发生降解而导致反渗透膜分离性下降,制约了PA反渗透膜的进一步发展。耐氯性RO膜的研究得到了越来越广泛的关注。聚酰亚胺(PI)比PA具有更好的耐氯性能,因此本文先制备高性能的PA反渗透膜,进而采用两种化学亚胺化方法(蒸汽法和浸渍法)将PA转化成PI,得到具有PI活性层的复合反渗透膜。在PA反渗透膜的制备过程中,以聚丙烯腈(PAN)超滤膜作底膜,间苯二胺(MPD)和均苯四甲酰氯(BTC)分别作为水相和有机相单体,用界面聚合法制备PA反渗透膜。结果表明,用PEI对PAN底膜进行改性可以提高反渗透膜的脱盐率;随着MPD浓度的提高,反渗透膜的脱盐率逐渐增加然后趋于稳定;随着BTC浓度的提高,反渗透膜的脱盐率先上升而后下降;随着MPD浸渍时间的延长,反渗透膜的脱盐率逐渐上升而后趋于定值;随着界面聚合反应时间的延长,反渗透膜的脱盐率逐渐上升而后趋于定值;反渗透膜的水通量和脱盐率呈现tradeoff现象;水相中加入添加剂(如三乙胺和十二烷基硫酸钠)不能改善反渗透膜的分离性能。最终确定最优的界面聚合条件:用PEI改性的PAN超滤膜作底膜,MPD的浓度为1.5 wt%,BTC的浓度为0.03%(w/v),水相浸渍时间为5 min,界面聚合时间为80 s,水相中不加入添加剂。在此条件下制备的反渗透膜的NaCl截留率为93.1%,水通量为6.8 L/(m~2·h)。在蒸汽法化学亚胺化制备PI反渗透膜的实验中,研究结果表明,当乙酸酐和吡啶的体积比为1:1时,PA膜的亚胺化程度最高;随着亚胺化温度的提高,膜的亚胺化程度逐渐增加,但是当亚胺化温度高于65℃时,膜的NaCl`截留率下降到87%;随着亚胺化反应时间的延长,膜亚胺化程度逐渐提高,但是当亚胺化时间超过8 h时,膜的脱盐率下降明显。确定了最优的蒸汽亚胺化条件:亚胺化试剂组成为乙酸酐和吡啶体积1:1,亚胺化温度为60℃,亚胺化反应时间为6 h,在此条件下PA膜的亚胺化程度为36.5%,NaCl截留率为91.3%。傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS)表征确定亚胺化后在膜表面生成PI结构。原子力显微镜(AFM)表征发现随着亚胺化程度提高,膜表面由尖锐的峰谷结构变成平滑的凹凸结构,粗糙度降低。耐氯性能测试表明亚胺化后膜的耐氯性能比亚胺化前明显提高。制备不同种类的PA膜并对其进行亚胺化反应,发现蒸汽法化学亚胺化能够实现多种类型PA膜的亚胺化反应。在浸渍法化学亚胺化制备PI反渗透膜的实验中,研究结果表明,当乙酸酐和吡啶的体积比为1.5:1时,膜的亚胺化程度最高;在亚胺化试剂中加入丙酮可以保护膜的活性层;扫描电子显微镜(SEM)表征发现亚胺化温度高于45℃时膜的活性层受到损坏;随着亚胺化时间延长,膜的亚胺化程度提高,但是当亚胺化时间超过24 h时,膜的脱盐率明显下降。确定了最优的浸渍法亚胺化条件:亚胺化试剂组成为丙酮、乙酸酐、吡啶体积比为5:3:2,亚胺化温度为40℃,亚胺化时间为24 h,在此条件下PA膜的亚胺化程度为34.2%,NaCl截留率为89.0%。耐氯性能测试表明亚胺化后膜的耐氯性能比亚胺化前明显提高。