反渗透复合膜研究__聚砜支撑膜制备因素的初步考察

环境卷l期Heuven,J.W.,andE.K.Bfobaum,t￡摊,14,229(1974)Cadotte,J.E,andL.T.Ro么ele,a”dDe公elop饥e件才乃ogress丑e夕ort,29(1972).Desal艺几a-al.,OWRT/Re吕ea了。人No.927,科[10][11]Cadotte,J.E.,KE.(了obianetS一76/4058(1976).Ril盯,R.L.,R.L.Fox;C.R.DesaZ公孔at`o兀,19,113(1979),Lyonsetal、-sqù反渗透复合膜研究*—1.聚矾支撑膜制备因素的初步考察邵守兰王英浩郑领英(中国科学院大连化学物理研究所)六十年代后期,在反渗透膜的研制上,除原有的不对称膜外,出现了一种由多孔支撑膜和超薄脱盐层组成的复合膜t卜3].这种膜从实验室研制、中间试验到工业应用发展都很快.1978年底在沙特阿拉伯吉达市建成的世界最大反渗透海水脱盐工厂(日产淡水3.2百万加仑)就是使用PA一30型号的复合膜.拟用于科罗拉多河水淡化的Yuma脱盐工厂(日产淡水10百万加仑)的反渗透膜是L卜30型号复合膜.有的研究者认为,复合膜是一种最新的,最有希望的海水淡化用反渗透膜〔们.多种性能优良的反渗透复合膜大都采用聚讽作支撑膜.为了研制性能优良的复合膜,我们初步考察了聚讽支撑膜的几个制备因素对Ns一20膜性能的影响.流出时间一一、实验部分1.聚讽铸膜液是以14.3多干燥聚枫和14.3多甲基溶纤剂及溶剂二甲基甲酸胺在加热搅拌下溶解而得.铸膜液用2305色谱仪分析口,谱图见图1.2.聚矾膜用自制的半自动刮膜机制备.3.Ns一200超薄层的配方见表1.将聚讽膜在上述溶液中浸泡5分钟,取出后放人烘箱内,在150℃下放置15分钟.制得的NS-图1聚讽料液色谱图(水含量小丁SOppm)1—H20峰;2—乙二醇独甲醚:3—DMF峰:咚—DMAC峰.表1Ns一20超薄层的配方组份聚乙二醇水异丙醉硫酸糠醉(分予量20000)重量%1.〔)75.〔)2{),〔)2.02.0参加工作的还有:梁艳萍、刘德波、田福聚、孙明基.3卷;期20复合膜正面为有光泽的黑色,背面灰色.我们发现未经加热、在室温下放置的糠醇一硫酸醇水溶液或浸泡过此溶液的聚枫膜会逐渐变色.对比在室温放置的糠醇一硫酸甲醇溶液的红外谱图与纯糠醇的红外谱图(图2),发现在1500e;n一`,115ocm一`位置的糠醇特征峰消失了.(汉11弓ocm一`有可察觉的痕迹).说明硫酸催化糠醇的聚合反应在室温已开始进行.学表229不同聚砚料对Ns一20膜的影响NS一200产地}比浓粘度透水率(gfd)膜性能脱盐率(%)上海天山七海天r}J0.53浅褐色造粒浅褐色造粒上海夭山上海天山0.570.62白色微拉白色微粒三竺宜望二卜兰竺一{-竺塑匕卜竺土卜兰二竺竺翌`}二竺二…三巡生卜上生卜二翌l大连一塑}`,·5”1白色微校}“.()}88.3「注」:35000pp,nNaCI水溶液,操作压力70kg/ernZ,下同_一川“日ZnOO图211(少O波数(em,)8`飞050(J3)了红外光谱图;—纯糠醇的红外谱图b—硫酸:糠醇:甲醉为l:1:10的红外谱图斗.用日制JEM一10OB电子显微镜及本所设计制造的反渗透评价仪和低压(1.斗公斤/厘米2)渗透池装置〔71,测定和评价聚讽支撑膜及NS一20复合膜的其它性能.二、结果和讨论(一)聚枫原料对NS一200复合膜性能的影响将上海天山塑料厂和大连塑料一厂生产的聚讽以同样工艺条件制备支撑膜和Ns-20复合膜,发现由于产地和比浓粘度的不同,所得的Ns一20膜的反渗透性能差别较大(见表2).表2结果表明:(l)上海天山塑料厂和大连塑料一厂生产的聚枫,虽然外观、比浓粘度相近,但用它们做的支撑膜强度有差别,而且NS一20复合膜的反渗透性能差别也很大.上海天山塑料厂生产的聚枫,分子最和分子量分布基本上接近美国进口的P一17帅和P一3500聚枫样品.所以我们选用了上海产的聚讽.(2)上海聚矾随着比浓粘度的增加,透水量有所下降.比浓粘度为0.朽的聚讽制成的支撑膜,机械强度较差.为了制得具有一定机械强度的复合膜,比浓粘度以0.53一0.62较为合适.(二·)铸膜液中聚矾含量的影响铸膜液中聚合物浓度是影响膜性能的主要因素之一为了排除第三组份的干扰,我们采用聚枫一二甲基甲酸胺的铸膜液进行了对比考察.结果如表3所示.随着聚讽浓度的增加,Ns一20膜的透水率明显下降.为了获得高脱盐率的膜,铸膜液中的聚枫含量以14多左右比较合适.表3聚砚含量的影响铸膜液中聚讽含量重量(%)Ns一200膜性能透水率(gf〔I)脱盐率(%).30.环境(三)甲基溶纤剂(乙二醇独甲醚)的影响甲基溶纤剂是聚枫支撑膜行之有效的添加剂.我们选用两种不同铸