【摘 要】
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聚酰胺反渗透复合膜因优异的水通量和高效的脱盐率广泛应用于世界各地的商业海水淡化厂,但在实际的脱盐过程中存在不耐污染和易被活性氯敏化等问题,进而导致分离性能下降并大大缩短使用寿命。现有的改性方法主要集中在采用小分子物质通过界面聚合、化学接枝或组装的方式,接枝生长会给膜带来一定伤害,且大部分小分子不具有可逆循环耐氯性基团,无法解决膜在长期运行中性能明显下降的问题。本论文将具有可循环耐氯基团的PIPD纳
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聚酰胺反渗透复合膜因优异的水通量和高效的脱盐率广泛应用于世界各地的商业海水淡化厂,但在实际的脱盐过程中存在不耐污染和易被活性氯敏化等问题,进而导致分离性能下降并大大缩短使用寿命。现有的改性方法主要集中在采用小分子物质通过界面聚合、化学接枝或组装的方式,接枝生长会给膜带来一定伤害,且大部分小分子不具有可逆循环耐氯性基团,无法解决膜在长期运行中性能明显下降的问题。本论文将具有可循环耐氯基团的PIPD纳米纤维和高度亲水性UIO-66与聚酰胺反渗透膜结合,制备一系列兼改性聚酰胺反渗透复合膜,对于提高膜的分离性能、耐氯耐污染性能的具有重要的理论及现实意义。采用溶胀-超声剥离法制备PIPD纳米纤维并研究其纳米化机制,探究超声频率、温度对纳米纤维尺寸的影响发现40 kHz为最适合的处理频率得到直径为200-500 nm的纳米纤维,通过加入强质子性酸促进PIPD微纤剥离,在甲磺酸加入量为50%(w/v%)时得到直径为100 nm-200 nm的纳米纤维且表面光滑无瑕疵。微波法制备得到粒径为100 nm-150 nm的UIO-66,粒径大小和所带电性都适合作为纳米材料改性聚酰胺反渗透复合膜。在上述研究基础上,通过涂覆法、层层自组装技术、界面聚合法设计并制备了一系列改性聚酰胺反渗透复合膜C-PUM、L-PUM、IP-PUM,探究PIPD纳米纤维和UIO-66的量对膜分离性能的影响,发现UIO-66与膜的水通量和截留率成正比,而纳米纤维降低膜的水通量,通过分离性能评估得到三种改性方法下的最优性能膜C1、L1、M2,其水通量都可以达到20.643 L/m3·h·MPa以上,且截留率可以保持在97.21%以上;后对C1、L1、M2进行耐氯性评价,3000 ppm·h氯处理后膜的水通量增加220%、截留率保持率为95%,同时SEM显示表面形貌基本无恶化的趋势,表现出相当不错的耐氯性能;通过可循环耐氯性评估和EDS对膜表面元素含量表征证实PIPD纳米纤维具有耐氯性的可再生能力。
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