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超滤作为膜分离技术的基础,被广泛应用在医药、化工、食品、废水处理等领域。随着各种新型膜材料和膜制备工艺的深入研究和开发,超滤在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。本文采用传统的浸没-沉淀相转化法制备了性能优越的非对称聚丙烯腈(PAN)平板超滤膜,探讨了一系列制膜过程中的影响因素,包括聚合物浓度、溶剂、添加剂、溶剂蒸发时间和凝固浴等。实验结果表明:PAN膜材料除了溶解于DMAC、DMF、NMP有机溶剂中,还溶于硫氰酸钠水溶液。用硫氰酸钠水溶液作溶剂时制备出的膜较有机溶剂更致密,且没有指状大孔,但是膜韧性很差,很脆,晾干过程中收缩严重。在铸膜液中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能延迟膜的分相时间,抑制膜中大孔结构的生成,且大分子量的PVPK90比小分子量的PVPK30抑制效果更显著,对膜性能影响也更大。添加大分子量的PVPK90可获得贯通性良好的网络状亚层孔道结构,而添加PVPK30则获得贯通性较差的胞腔状亚层孔道结构。随着PVPK90在铸膜液里含量的增加,膜的纯水通量前期急剧增加,后期急剧下降,在7%时通量达最大值1022.4L/m2·h,膜对牛血清蛋白(BSA)的截留率则从25.5%一直增加到97.6%。后期制膜工艺也非常重要,液膜在空气中停留时间越长,溶剂蒸发的越多,膜的皮层越致密,表面孔径越小,纯水通量逐渐下降,对BSA的截留率则逐渐增加。在凝固浴里加入溶剂或是增加凝固浴的温度,都能延迟膜的分相时间,有效抑制膜中大孔结构的生成。膜的纯水通量均随着凝固浴中溶剂含量增加和凝固浴温度升高呈现先上升后下降的趋势,对BSA的截留率则呈现不一样的规律。 本文以聚丙烯腈超滤膜为支撑层,在其上表面涂敷一层聚乙烯醇(PVA),制备出PVA/PAN渗透汽化复合膜,用于乙醇/水混合溶液分离,研究了复合膜制备过程中的影响因素。在进行复合膜交联实验时,交联溶剂对复合膜性能影响较大,用乙醇、丙酮、或是无机盐饱和溶液作交联溶剂对复合膜的溶胀效应都有一定程度的抑制作用。增加交联剂含量,复合膜的分离因子增加,而渗透通量减小,但是交联剂加入过量,反而导致复合膜分离因子下降,渗透通量上升。不同的交联剂与PVA反应不同,对复合膜影响较大,马来酸(Mac)交联剂比戊二醛(GA)、富马酸(Fac)、乙二醛(glyoxal)交联剂得到的复合膜分离因子大,通量也较大。