有机纳滤膜的制备技术

助能财许2007年增刊(38)卷由于纳滤膜的渗透通量与表面起分离作用的致密层的厚度成反比，故可通过减小致密层的厚度来提高通量。而相转化法中致密层厚度的减小是有限的，因此膜性能的提高也是有限的，复合法在这一方面具有优势。4．1界面聚合法界面聚合法制备纳滤膜是先用多孔基膜吸收溶有一种单体或预聚物的水溶液，取出排除多余溶液后，再与溶有另一单体或预聚物的油相(如环己烷)接触，进行液．液界面反应，在两相界面处形成膜，一般还需水解荷电化、离子辐射或热处理等后处理过程。界面聚合法的优点是：反应具有自抑制性；通过改变两种溶液的单体浓度，可以很好地调控选择性分离层的性能。界面聚合法制备纳滤膜时，水相单体主要有二胺，有机相单体主要有二酰氯和三酰氯，选择性分离层的膜材料主要有芳香聚酰胺类、聚哌嗪酰胺类和磺化聚砜类。彭海嫒等【ll】以NaOH溶液改性后的聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜，对，对一二氨基二苯甲烷(DDM)为水相单体，均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体，经过界面聚合反应制备聚酰胺复合纳滤膜。考察了胺浓度、酸接受剂浓度、界面聚合时间等对膜分离性能的影响。陈国华等【l】以聚丙烯腈超滤膜为基膜，将羧甲基甲壳素(CM—CH)与环氧氯丙烷(ECH)交联作为功能层，制得复合纳滤膜。当CM—CH的浓度为2．0％，ECH的浓度为2．5％，60℃下交联24h，然后50℃下热处理10min的条件下，所制备的复合纳滤膜的盐截留效果最好，对几种1000mg／L的无机盐的截留率见表1。表1复合膜对1000mg／L的各种无机盐的截留率和通量Table1TherejectionandpermeationoftllecompositemembranetoseveralinorganicsaltsattheInorganicsaltPermeation(L／h．m)Rejecdon(％)K2SO46．6393．33Na2SO44．9691．00MgSO46．4642．6lKCl7．8736．00NaCl5．2O44．00MgCl25．459．26CaCl26．8O14．2lMohammad等【l】采用界面聚合法制备了6种均苯三甲酰氯，双酚A体系的纳滤膜。这些膜具有不同的膜孔尺寸，有效荷电密度和有效膜厚度。增加反应时间导致水通量下降，但是膜孔孔径尺寸大小未变，增加单体浓度同样导致水通量的下降，微孔尺寸变化。他们进一步用更多的渗透实验数据和DSPM模型解释了各种膜的性能。Ahmad等【l】将羧基引入到聚哌嗪酰胺骨架上，制备了复合聚酰胺纳滤膜，具体方法是将基膜在环境温度下浸入含有1．95％的哌嗪和0．05％的3，5一二氨基苯酸水溶液中5min，之后将多余溶液去除，将其与均苯三甲酰氯的正己烷溶液界面聚合反应10s。与水相中只含有2％哌嗪的纳滤膜相比，改性后的膜的纯水透过量提高了20％，对二价离子的截留率超过96％，纳滤膜的荷负电性增强。此膜可应用于海水脱盐工厂预处理，降低海水的硬度。4．2涂敷法界面涂敷法是将基膜浸入聚合物的预聚体稀溶液中(溶液浓度一般较低，不大于1％)，把基膜从涂膜液中取出并排除过量的溶液，然后再浸入交联剂的稀溶液中进行界面交联反应，使表面功能层固定于微孔基膜上。涂层的厚度取决于聚合物溶液的黏度和涂敷时的溶液压力等。卞晓锴等【15]以亲水性的聚乙烯醇(PVA)为原料，采用机械涂敷法制备复合纳滤膜。考查了基膜材料、聚乙烯醇浓度、交联剂浓度、涂层厚度、交联时间以及热处理等对膜分离性能的影响。在一定的温度和湿度条件下，在截留相对分子量为100，000的基膜表面，用5％的聚乙烯醇溶液与l％的戊二醛发生交联反应，制得了截留分子量为600的PVA复合纳滤膜。4．3含浸法含浸法是将基膜浸入含有荷电材料的溶液中，再借助热、光、辐射、加入离子等方法，使荷电材料交联，得到纳滤膜。Zhou等【l6】通过在微孔聚丙烯基膜内部，紫外引发共聚2．丙烯酰胺．2一甲基丙烷磺酸(PAMPS)和N．N一亚甲基二丙烯酰胺得到多酸凝胶填充膜。制得的大多数膜显示出较大尺寸变化，尤其是PAMPS混合凝胶厚度有变化，这些变化与膜内混入的凝胶量有关。作为膜厚度增加的结果，PAMPS填充孔凝胶的体积分数被限制在0．01～0．06之间，与相同基膜采用其它凝胶得到的膜相比体积分数较低，低渗透性归因于聚合物链紧密结合的水分子，这有效扩大了聚合物链，使水传递的通道变窄。5复合纳滤膜的后处理纳滤膜后处理的方法在于对纳滤膜的表层进行化学处理，或借用光、热、辐射加入离子的方法使之接枝或交联成膜。通过对纳滤膜进行后处理，荷电膜的耐压密性，亲水性和抗污染性都得到了提高。Freger等【l】在纳滤膜和反渗透膜表面接枝聚丙烯腈单体使其改性。所用到的纳滤膜是以聚砜为基膜，以芳香聚酰胺为复合功能层的。反应溶液中加入交联剂，并以K2S208和