荷电纳滤膜的研究

，C2)第10卷第2期192卑月木麈枯御TECHNoLoGYoFWATERTREATMENTVo1．j8．No．2Apt．，i992一移荷电纳滤膜的研究要—耋丝金秀龙郑领英(中科院大莲化学钎理研究所，邮犏’116023)摘要．用SPES-C材料制备了荷电纳滤膜，这类膜能有效地分离水溶液中的荷负电染料(分子量300~700)和PEG-loo0。在0．4MPa压力下，这些纳滤膜对200~2000mg／L的NaCl和Na2SO4水溶液有一定的脱盐效率。‘文章研究7溶剂、添加莉对膜性能的影响，同时也研完了膜的电性能与分子量、染料电荷数与膜的选择性的关关键词：纳滤，电膜，带酚酞懈链的熊坐鍪坠璺(SPES-C),．7口弓2·_~关键词：曼!，带酚酞懈链的熊坐鍪塑一‘一、前言聚芳醚砜(PES)作为一种新型耐热性能优良的膜材料，近年来发展迅速，在许多领域里得劐了广泛的应用。荷电膜在透水，抗污染以及选择透过性等方面具有中性膜所不具备的优势，近年来已发展成为分离膜中的一太类【l_。纳滤(Nanofiltration)是近年来国外发展起来的又一滤膜系列。它介子反渗透与超过滤之间，能截留有机小分子而使大部分无机盐通过，操作压力低，在食品工业，生物化工及水处理等许多方面有很大的潜力”。这类滤膜国内尚未见有报导。本文对带有酚酞侧链的寨醴砜(PES—c)进行磺化(磺化后称SPES-C)“1，以它作为荷负电膜的膜材料，研究了磺化度盼影响、膜的形成规律及其分离特性(包括SPES-C超滤膜的某些分离特性)，并在天然紫苏提取液浓缩上进行了初步的应用试验。二、实验方法(一)瞳材辩合成侧链上带有亲水性酚酞基的聚芳醚砜(PES)由中科院长春应化所提供(；0．79)。采用浓硫酸直接进行磺化反应在氨气保护下进行，用电热套加热。离子交换容量(I．E．c)和磺化度用酸碱滴定法测定。收稿日期·g1一O0—13半胄率自热串}学摹金支持译辑维普资讯http://www.cqvip.com76木鹰iT秸晰：．￡、’。J0卷2期PES-C结构式：十>一◇一◇一一◇+_lf、V／(=)蕞的髑备、一-按照一般的相转化法制备非对称膜。即将按预定比倒配制的铸膜液在玻璃板上用舌观成膜后投入水凝胶浴中，经充分清洗后放入保存液中备用。’(--)分析方法1．甩杯式超滤器(带搅拌)测定纯水透量。先在0．3MPa压力下预压30rain。然后在0．2MPa压力下测定水透量。2．甩7520分光光度计测定聚乙二醇一1000(需先进行显色)和荷电染料的截留率。3．甩DDs÷1l型电导仪测无机盐的脱盐率。4．用凝胶渗透色谱法测膜的相对孔径范围。三、结果和讨论(一)曩化条件选择侧链上带有亲水性酚酞基的聚芳醚砜(PES—C)不但所成膜的渗透性能比一般聚飘好，而且磺化条件也比一般聚砜缓和。我们首先考察了反应温度和反应时间与SPES-C磺化度的关系(图1)。在实验条件范围内，磺化度随反应温度或时间的增加呈直线上升。O0篓。磊0反应对反应温度图1反应时间、温度与磺化度的关系渡硫碹lPE$-C~d@_1然后，在相同制膜条件下研究了不同磺化度SPES-C膜的透过性能(表1)。由表I可以看出，对细胞色素c与苯偶氮变色酸而言，随着~SPES-C磺化度增加，水透量与截留率同时上升，这主要是膜的亲水性与电性能增强的结果。对中性聚乙=醇-1000，其分离率呈下降趋势，原因可能是由于随着膜材料磺化度增加，膜材料在磺化过程中降解，改变了它在铸膜液中的聚集状态，引起膜孔径有所变化而造成的。由于我们要制备的是中，低磺化度的SPES-C膜材料，所以适宜的磺化条件是：反应温度60*(3，反应时问为1～3h。本文一般采用磺化度为o．1～O．2的SPES-C，有时也用混合膜维普资讯http://www.cqvip.comjs卷2妇冰等荷电纳潦填的研究裹1囊材料■化度；I：同埘囊塌过性瞎的露晌纯承避量藏留单R()骗号磺化度钿雎色素C裹乙=尊1OOO荦偶氟变色霞Eml／(cm0·h)](M=l2lOO)(M=1OOO)(M=570)XHO．D52O82XH2O．102783XHO．15l883XH‘O．2O6O88XH‘O．259094XI．O．1014一5857XI：O．15l7一5O86XraO．202l一48·89材料来诃节所需的膜的各种性能。(二)调孔规律研究1．工艺条件考查主要考察了铸滚膜中SPE~-C台量，凝肢裕水温和停留时间(铸膜液浸入凝胶水浴前在玻璃板上停留的时间)三个因素的影响(袭2～4)裹2铸囊液浓度对囊佳健的髟响$PES—C含量纯水避量截宙率()()Cml／(cm~·h)]缸雎色素C裹乙=醇mlOOO苹捐氯变色藏XCll5．O3463一一XC220．O283——一XCa25．Ol8口5——XNl25．OZ2一337OXN：27．5l7一。