异形板纺制中空纤维反渗透复合膜基膜的研究

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高性能反渗透复合膜一直是膜技术发展的重点之一。制备高性能复合膜是通过界面聚合在支撑膜表面复合一层致密功能层,因此,高性能的支撑膜是制备高性能反渗透复合膜的基础。   由于膜用中空纤维截面形状的要求,远高于一般的异形圆中空纤维,为解决中空纤维膜成形这一重要课题,国内外做了大量工作,多采用插入管式喷丝头,但一般插入管式喷丝头不易实现多孔纺丝和纺制高装填密度的中空纤维膜(外径在0.5mm以下),使产量受到限制。因此使用异形多孔喷丝板制备中空纤维复合膜基膜有很大意义。   首先,使用3C型异形多孔喷丝板纺制高性能聚砜中空纤维复合膜基膜,探讨了铸膜液组成、纺丝工艺等对基膜性能的影响。结果表明:使用异形板纺丝,对影响铸膜液粘度的纺丝温度、聚砜及成孔添加剂的含量要求较高;实验得到:当聚砜含量为30%、成孔添加剂聚乙二醇-20000为11%、凝固浴温度为50℃时,所得基膜的纯水通量最高,达到120L.m-2.h-1。   然后,对纺制的基膜进行后处理,包括酸、醇、表面活性剂、氧化剂等。从处理液的浓度及处理时间着手,找出最优方案。结果表明:使用NaC10处理后,基膜的水通量有较显著提高,达到157Lm-2·h-1,且对基膜力学性能的影响不大;醇类中,乙醇处理效果较明显,水通量可达173Lm-2·h-1,对截留率影响不大;表面活性剂中,吐温80对基膜的分离性能改善效果较好,处理后水通量可达到134Lm-2·h-1。   最后,通过间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯的正己烷溶液发生界面缩聚反应,制备外压式聚酰胺中空纤维反渗透复合膜。结果表明:界面聚合中的水相单体浓度和水相浸泡时间对复合膜性能有较大的影响,最佳水相处理条件为3%的mPD,浸泡时间为30min;当TMC浓度为2%,有机相处理时间为30s时,所制备复合膜性能最好,脱盐率达90%,通量为22L.m-2·h-l。
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