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有机溶剂纳滤技术作为一种新兴的膜分离技术,在废溶剂的回收再利用以及小分子产物浓缩等方面具有很好的应用前景。有机溶剂纳滤膜作为有机溶剂纳滤技术的核心,通常采用界面聚合法在支撑基底上制备聚酰胺分离层而获得,具有化学稳定性好、分离效率高等优点受到了研究人员的广泛关注。界面聚合法制备的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的性能主要受膜表面聚酰胺分离层结构(如表面形貌、致密程度等)影响。因此,对聚酰胺分离层的结构调控成为该领域的研究热点。有机溶剂纳滤膜中聚酰胺分离层的结构主要取决于界面聚合反应过程中芳胺和酰氯单体的扩散速率。因此,本论文主要从界面聚合调控的角度出发,利用与界面聚合反应单体存在相互作用(吸附作用、空间位阻作用、络合作用以及静电相互作用)的添加剂对芳胺单体的扩散速率进行调控,设计制备了四种具有较高溶剂渗透通量的聚酰胺有机溶剂纳滤膜。(一)在含有间苯二胺单体的水相溶液中引入空心多孔碳球(HPCSs)粒子,利用HPCSs粒子在界面聚合过程中对间苯二胺的吸附作用制备了具有脊-谷状形貌的聚酰胺有机溶剂纳滤膜。通过改变水相溶液中HPCSs粒子的添加量调控了聚酰胺分离层的表面形貌及粗糙度,使聚酰胺分离层由结节状形貌转变成表面粗糙度更大的脊-谷状形貌,增大了膜与有机溶剂的接触面积,提高了膜的溶剂渗透通量。当水相溶液中HPCSs粒子的添加量为200 mg·L-1时,制备的聚酰胺有机溶剂纳滤膜具有最佳的性能:甲醇渗透通量为11.5 L·m-2·h-1·bar-1,是未改性膜的1.4倍;对罗丹明B(RDB)染料具有97.5%的高截留能力;同时在80℃的强极性N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂浸泡5天后,仍保持了较高的有机溶剂纳滤性能和长期稳定性。(二)将具有花状结构的二氧化锰(Mn O2)粒子引入到含有间苯二胺单体的水相溶液中,通过与有机相单体之间的界面聚合反应制备了花状Mn O2粒子掺杂的聚酰胺有机溶剂纳滤膜。通过调整水相溶液中花状Mn O2粒子的添加量,改变了间苯二胺单体受到花状Mn O2粒子空间位阻作用的强度,影响了间苯二胺单体从水相到有机相的扩散速率,进而实现对聚酰胺分离层形貌与致密程度的调控。当水相溶液中花状Mn O2粒子的添加量为0.5 g·L-1时,制备的聚酰胺有机溶剂纳滤膜具有最佳的性能,其甲醇渗透通量为11.9 L·m-2·h-1·bar-1,是未改性膜的1.5倍;对RDB染料的截留能力为96.9%。同时所制备聚酰胺有机溶剂纳滤膜在80℃的强极性DMF溶剂中浸泡5天后,仍具有较高的有机溶剂纳滤性能和长期稳定性。(三)选用与间苯二胺单体存在络合作用的铜(II)离子作为添加剂,并将其添加到含有间苯二胺单体的水相溶液中,通过与有机相单体之间的界面聚合反应制备了铜(II)离子掺杂的聚酰胺有机溶剂纳滤膜。水相中铜(II)离子与间苯二胺上的N原子之间的络合作用调节了间苯二胺单体从水相到有机相的扩散速率,影响了界面聚合过程所形成的聚酰胺分离层的表面形貌。膜表面由结节状形貌转变成表面粗糙度更大的脊-谷状形貌,增加了膜与有机溶剂的接触面积,提高了聚酰胺有机溶剂纳滤膜的溶剂渗透通量。结果表明,当水相溶液中铜(II)离子的添加量为100.0 mg·L-1时,制备的聚酰胺有机溶剂纳滤膜具有最佳的性能:甲醇的渗透通量为13.3 L·m-2·h-1·bar-1,是未改性膜的1.7倍。同时,对RDB染料截留能力仍保持较高水平(98.8%)。在80℃的强极性DMF溶剂中浸泡10天后,所制备聚酰胺有机溶剂纳滤膜仍具有较高的溶剂渗透通量和长期稳定性。(四)将多金属氧酸盐改性埃洛石纳米管(POM@MHNTs)引入到含有间苯二胺单体的水相溶液中,通过与有机相单体之间的界面聚合反应制备了POM@MHNTs纳米管掺杂的聚酰胺有机溶剂纳滤膜。在界面聚合过程中,间苯二胺单体与POM@MHNTs纳米管之间的静电相互作用影响了间苯二胺单体从水相向有机相的扩散速率,导致界面聚合反应的不稳定发生,获得了具有脊-谷状形貌的聚酰胺分离层,增大了膜与溶剂间的接触面积。并且纳米管自身的中空结构也为溶剂传输提供额外的传输通道,有利于溶剂渗透通量的提高。结果表明,当水相溶液中POM@MHNTs纳米管的添加量为0.10%(w/v)时,制备的聚酰胺有机溶剂纳滤膜具有最佳的性能,其甲醇渗透通量为14.8 L·m-2·h-1·bar-1,是未改性膜的1.8倍。此外,TFN-0.10膜在极性有机溶剂(甲醇、乙醇、THF、乙腈、DMF)中表现出稳定的耐有机溶剂性能以及高温DMF环境下的长期稳定性。