复合纳滤膜界面聚合过程调控对膜性能及典型微量有机物截留的影响

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong552
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纳滤(NF)膜技术常应用于污水及回用水中微量有机物的截留,对保障水资源利用和回用水中微量有机物安全具有重大应用意义。界面聚合法简单易操作,是复合NF膜常用的制备方法,但界面聚合调控过程对膜性能及微量有机物截留特性的影响还不明晰。本实验在聚哌嗪酰胺NF膜的制备基础上,对其界面聚合过程进行调控,探究其对NF膜性能和三种微量有机物(卡马西平、磺胺嘧啶和心得安)截留性能的影响。(1)在界面聚合水相中加入不同质量分数的聚乙烯醇(PVA),降低水相溶质哌嗪(PIP)的扩散速率,与有机相均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合反应后,探究其对水通量、盐截留率、微量有机物截留率、膜表面结构及膜孔的影响。(2)在界面聚合水相中加入不同质量分数的聚乙烯亚胺(PEI),引入正电基团,作为水相添加剂,参与PIP与TMC聚合反应,影响界面聚合生成物,探究其对水通量、盐截留率、微量有机物及膜Zeta电位的影响。(3)在界面聚合水相中先加入质量分数为1.04%的PVA,与TMC一次界面聚合后,再加入不同质量分数的水相PEI,进行二次界面聚合,探究其对水通量、盐截留率、微量有机物截留率、膜孔及膜Zeta电位的影响。实验结果表明,(1)随着PVA质量分数变大,NF膜的表面由斑点状变为条纹状,膜孔径变大,水通量变大,盐截留率降低,与未加入PVA的空白膜相比,添加1.04 wt%PVA的NF膜水通量增大了1.4倍,Na Cl截留率下降了60.2%,Mg SO4截留率下降了90.7%;微量有机物的截留率降低,有机物截留大小顺序为磺胺嘧啶>卡马西平>心得安。(2)随着PEI质量分数变大,NF膜分离层变厚,膜Zeta电位变高,水通量减小,盐截留率增大,与未加入PEI的空白膜相比,添加1.04 wt%PEI的NF膜水通量下降了28.3%,Na Cl截留率提高了17.6%,Mg SO4截留率略微增大;微量有机物的截留率升高,有机物截留大小顺序为心得安>卡马西平>磺胺嘧啶。(3)PEI二次界面聚合后,膜孔径变大,膜Zeta电位升高,水通量变大,与二次界面聚合未加入PEI的空白膜相比,添加1.04 wt%PEI的NF膜水通量增大了1.78倍,Na Cl截留率提高了9.52%,Mg SO4截留率提高了17.2%;微量有机物的截留率升高,有机物截留大小顺序为心得安>卡马西平>磺胺嘧啶。
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