聚酰胺纳滤中空纤维复合膜的制备及其性能研究

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net聚酰胺纳滤中空纤维复合膜的制备及其性能研究Ξ张宇峰,刘恩华,吴云,环国兰,杜启云,肖长发(天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津300160)摘要:以聚砜为原料,初步纺制了一种具有特殊形态结构的聚砜中空纤维基膜,以哌嗪水溶液和均苯三甲酰氯正己烷溶液进行界面聚合,在基膜表面形成超薄脱盐功能层.文中讨论了聚合条件对膜性能的影响.实验确认,中空纤维膜对MgSO4具有较高的脱盐率(>90%)和较高的透水通量(40L·m-2·h-1)关键词:纳滤;复合膜;中空纤维;界面聚合中图分类号:TS102.528.1;TQ342.81文献标识码:A文章编号:16712024X(2004)0120008203PreparationofpolyamidenanofiltrationhollowfibercompositemembraneanditsperformanceZHANGYu2feng,LIUEn2hua,WUYun,HUANGuo2lan,DUQi2yun,XIAOChang2fa(SchoolofMaterialScienceandChemicalEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,China)Abstract:Apolysufonehollowfibersubstratewithspecialmorphologywasspun,onwhichapolyamidedesalinationfunctionallayerwasconstructedbyinterfacialpolymerizationbetweenpiperazineaqueoussolutionandtrimesoylhexanesolution.Theeffectofpolymerizationparametersontheperformanceofthehollowfibercompositemembranewasinitiallyinvesti2gated.TheresultsshowthatthemembraneobtainedherewithhasgooddesalinationtoMgSO4(900�0)andhighwaterper2meateflux(40L·m-2·h-1).Keywords:nanofiltration;compositemembrane;hollowfiber;interfacialpolymerization纳滤复合膜的研究与发展非常迅猛[1],已引起广大膜技术人员的关注.它主要由多孔支撑底膜(基膜)和具有凸凹不平表面的超薄脱盐层[2]构成.耐压密性优异的聚砜(PSf)一直是广泛使用的最好的基膜材料之一,脱盐层分为聚醚型或聚酰胺型.1978年,Cadotte等人(美FilmTecCorporation)以芳香族二胺(间苯二胺)和芳香族多酰氯(均苯三甲酰氯(TMC))反应单体经界面聚合制备出具有优异的渗透选择性的FT230和NS2300复合膜,成为高性能复合膜发展的里程碑.之后,美国UOP公司和日本日东电工公司也推出类似的复合膜,日本东丽公司则采用芳香族二胺和三胺与混合芳香族二酰氯和三酰氯为反应单体制备UTC系列反渗透复合膜.此外,还有美国Hydranautics公司的ESNA系列低压纳滤膜.FT230和UTC系列膜是目前世界公认的高脱盐反渗透复合膜的典型代表.这些复合膜的操作压力均在1.0MPa左右,最低甚至达0.5MPa;通量在50kg/m2·h左右,最高可达80kg/m2·h;对MgSO4的截流率≥98%[3,4].本文以聚砜为原料,初步纺制了一种具有特殊形态结构聚砜中空纤维基膜,以哌嗪水溶液和均苯三甲酰氯正己烷溶液进行界面聚合,在基膜表面形成超薄脱盐功能层,这种中空纤维膜对Mg2SO4具有较高的脱盐率(>90%)和较高的透水通量(40L/m2·h).1实验部分1.1主要试剂与材料聚砜和聚乙烯吡咯啉酮K230,上海化学试剂站分装厂供;二甲基乙酰胺、哌嗪、均苯三甲酸、二氯亚砜、正己烷等,天津医药公司供;均苯三甲酰氯,按文献[5]自制.1.2聚砜中空纤维基膜的纺制按一定配比配制聚砜溶液(PSF∶PVP∶DMAc为22∶Ξ收稿日期:2003-11-05基金项目:天津市高等学校科技发展基金项目(20010506)作者简介:张宇峰(1962—),男,山西省襄垣县人,副教授,博士研究生.第23卷第1期2004年2月天津工业大学学报JOURNALOFTIANJINPOLYTECHNICU