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纳滤膜具有分离效率高、能耗低等特点,被广泛用于海水淡水预处理、饮用水处理、食品工业等领域。但纳滤膜在使用过程中会出现膜污染,这将会限制纳滤膜的大规模应用。因此,提高纳滤膜的抗污染性能对纳滤膜的发展及应用具有十分重要的意义。本文中采用亲水改性后的聚四氟乙烯(PTFE)平板膜作基膜,分别采用聚乙烯亚胺(PEI)作为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)作为油相单体,硅烷偶联剂(KH560)作接枝单体,正硅酸乙酯(TEOS)作改性单体,先通过PEI和TMC反应生成聚酰胺功能层,然后在聚酰胺功能层上接枝KH560,最后用TEOS改性接枝后的聚酰胺功能层,制备了PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜。分别研究了接枝单体KH560的浓度、接枝时间,改性单体TEOS的浓度、改性时间、热处理温度以及热处理时间等主要工艺因素对PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的分离性能和抗污染性能的影响,得到制备PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的最佳工艺条件;采用傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等仪器研究了 PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的表面化学结构、表面微观形貌;采用错流过滤研究了 PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜对四种不同盐溶液(MgCl2、MgSO4、Na2SO4、NaCl)的分离性能,截留分子量(MWCO)、纯水通量;分别以牛血清蛋白(BSA)、十二烷基硫酸钠(SDS)作为标准污染物,研究了PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的抗污染性能。结论如下:(1)在制备PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的过程中,随着接枝单体KH560浓度的增加、接枝时间的增加,改性单体TEOS的浓度增加,改性时间的增加,热处理的温度或者热处理时间的增加,PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的截留率先增加后减小,渗透通量先降低后升高,抗污染性能先增加后下降。综合考虑各主要工艺条件对膜分离性能和抗污染性能的影响,确定了 PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的最佳工艺条件为:接枝单体KH560浓度为2wt%,接枝的时间为2h,改性单体TEOS的浓度为(体积比)(TEOS:乙醇)1:4,改性的时间控制在1h,热处理的温度为40℃,热处理的时间为15 min。(2)通过傅里叶红外光谱分析结果可以得出,KH560被成功的接枝到膜上,以及TEOS跟KH560成功的发生反应生成二氧化硅;通过场发射扫描电子显微镜对PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的表面形貌进行观察,可以发现制备的PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜表面有细小颗粒生成。(3)PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的截留分子量为480 Da;压力从0.2 MPa升到 0.6 MPa,纯水通量从 0.63 L/m2.h 升到了 2.48 L/m2.h;PEI/TMC/KH560/TEOS 复合纳滤膜对四种盐溶液的截留率排序依次为:MgCl2>MgSO4>Na2SO4>NaCl。(4)在聚酰胺功能层上接枝KH560,再用TEOS改性接枝后的聚酰胺功能层,制备得到的PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜具有良好的抗污染性能。PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜和PEI/TMC复合纳滤膜在过滤BSA时的通量衰减率分别为29.5%和31.2%,在过滤SDS时的通量衰减率分别为35.1%和52.8%,经过物理清洗后,两种复合纳滤膜的通量均有恢复;污染物是BSA时,通量恢复率由PEI/TMC复合纳滤膜的93.2%提高到PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的95.7%;污染物是SDS时,通量恢复率由PEI/TMC复合纳滤膜的83%提高到PEI/TMC/KH560/TEOS复合纳滤膜的96.5%。