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随着现代工业的快速发展和国家对环境保护的重视,中国对水资源高效利用以及深度水处理的需求也越来越高。膜分离技术,尤其是基于芳香聚酰胺反渗透(RO)复合膜的分离技术,是一种工艺洁净且发展潜力巨大的分离技术,目前已成为海水淡化和工业废水深度处理的首选方法。因此,高性能RO膜材料是有望实现膜技术新原理和新方法突破的关键。聚磺酰胺结构优异的耐酸性和化学稳定性,被认为是颠覆传统聚酰胺RO膜的新一代膜材料,多层界面聚合技术在复合材料领域研究制备中则被认为是一种十分有前景的技术。本工作研究拓展多层界面聚合技术制备聚磺酰胺RO膜,希望通过多层的分子组装制膜,实现聚磺酰胺RO膜分离性能的提高。本文研究首先对聚醚砜(PES)超滤膜用0.3%的PVA水溶液进行涂覆处理,再在处理后的PES底膜表面,采用类似界面聚合的方法进行哌嗪(PIP,浓度0.5%)和1,3,6-萘三磺酰氯(NTSC,0.03%)的初步界面聚合反应,提高底膜表面的致密程度。然后交替实施PIP和NTSC的多层界面聚合,实现聚磺酰胺RO膜的多层界面聚合制备。为了降低多层聚磺酰胺厚度对膜渗透性能的影响,本文创新性提出用旋涂方法进行聚磺酰胺多层复合膜分离层的制备,利用旋涂离心力的作用,控制单层聚磺酰胺层的厚度。制备的聚磺酰胺RO复合膜其表面性质用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外全反射仪(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、Zeta电位、水接触角仪以及椭圆偏振光谱仪等进行分析;其分离性能用不同盐水溶液进行测试评价。实验结果表明,在分子组装5层时,所制备聚磺酰胺RO膜达到了经典RO膜的高分离性能:对硫酸镁水溶液的截留率达到98.76%(2 g/L,1 MPa下测试),通量为18.96L/(m~2·h);对硫酸钠的截留率达到99.2%,通量为5.89 L/(m~2·h);对不同无机盐的截留性能顺序为:RNaCl<RCaCl2<RMgSO4<RNa2SO4。实验发现,不同层数聚磺酰胺RO膜的膜厚度与组装层数在一定范围内存在特定的关系。对1-9层的聚磺酰胺RO膜厚度测试发现,膜厚度随着层数的增加,每层大约增加2.67±0.08 nm。AFM测试结果表明,多层界面聚合制备的聚磺酰胺RO膜表面粗糙度很低,远低于传统界面聚合RO膜表面粗糙度。最后,本文还考察了不同胺单体多层界面聚合聚磺酰胺RO膜的制备,如乙二胺、三亚乙基四胺以及三-(2-氨乙基)胺等,并证实其具有类似的分离性能。用重氮盐诱导聚合(DIAP)技术对所制备的多层界面聚合PIP-NTSC聚磺酰胺RO膜进行后处理研究,发现通过浸泡对聚磺酰胺RO膜处理后,对复合膜性能有一定的改善效果。