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反渗透技术在医药、化工和食品等工业料液处理和浓缩,饮用水净化,纯水和超纯水的制备,以及海水和苦咸水淡化等过程得到广泛应用。当前,应用最广泛的反渗透膜是聚酰胺复合膜,其具有高的分离性能,但提高聚酰胺反渗透膜的水通量和耐污染性仍是该研究领域的重要问题。本论文通过在界面聚合过程中加入含有两性离子基团的组分制备聚酰胺反渗透膜,简便有效地提高反渗透膜的水通量和耐污染性能。 首先合成了用于反渗透膜改性的两性离子单体磺化N-氨乙基哌嗪(AEPPS)和两性胶体纳米粒子(ZCPs);然后探究了间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合体系的制备条件和后处理条件对反渗透膜分离性能的影响,其优选制备条件为:MPD浓度为2.0 wt%,TMC浓度为0.10 wt%,三乙胺浓度为1.0 wt%,热处理温度为50℃,热处理时间为10 min。在此条件的基础上,以AEPPS和MPD作为水相单体,与有机相单体TMC发生界面聚合反应制备含两性离子单体的聚酰胺反渗透膜(TFCMZs)。用傅里叶变换衰减全反射红外(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)和接触角对TFCMZs的化学组成、表面形貌、亲水性、分离性能和耐污染性进行了表征。结果表明,引入AEPPS之后TFCMZs表面的亲水性增加,对单宁酸(TA)和海藻酸钠(NaAlg)的耐污染性都得到明显增强。同时,以2000 ppmNaCl水溶液为进料液,在1.5MPa的操作压力下,含10% AEPPS的反渗透膜水通量为54.5L·m-2·h-1,相较于原始膜增加了82%,且盐截留率保持在98%以上。 为了进一步提高聚酰胺反渗透膜对大分子有机物的耐污染性,以含有两性离子基团的胶体纳米粒子ZCPs为改性材料,在MPD水溶液中加入ZCP,与TMC发生界面聚合反应制备含两性胶体纳米粒子的聚酰胺反渗透膜(TFNZPMs)。用ART-FTIR、XPS、FESEM、AFM和接触角研究了ZCPs添加量对TFNZPMs化学组成、表面形貌、亲水性、分离性能和耐污染性的影响。在MPD浓度为2.0 wt%,ZCPs浓度为0.10 wt%,TMC浓度为0.10 wt%等工艺条件下制备的反渗透膜具有较高的水通量,且在大分子有机污染物NaAlg污染20 h后,水通量损失率为14%,而添加了10% AEPPS的反渗透膜在NaAlg污染后水通量的损失率为24%,ZCPs改性后的反渗透膜相较于AEPPS改性的反渗透膜对大分子有机物表现出更好的耐污染性。