部分嵌入式静电自组装改性聚酰胺反渗透膜

第33卷第2期高校化学工程学报No.2Vol.332019年4月JournalofChemicalEngineeringofChineseUniversitiesApr.2019文章编号：1003-9015(2019)02-0475-08部分嵌入式静电自组装改性聚酰胺反渗透膜王佳倩,王书浩,沈红梅,周勇,高从堦(浙江工业大学海洋学院,浙江杭州310014)摘要：针对聚酰胺反渗透膜(RO)抗阳离子表面活性剂污染能力差的难点，提出改变反渗透膜表面荷电性方法，以聚乙烯亚胺(PEI)的乙醇溶液为电解质溶液，利用部分嵌入式静电自组装法对聚酰胺反渗透膜进行改性。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角和固体表面Zeta电位对改性反渗透膜的结构和性能进行表征。结果表明，FE-SEM图像显示膜表面形态没有发生变化；XPS元素分峰和含量分析证明了PEI成功组装在反渗透膜上；接触角验证了改性后膜的亲水性增加，Zeta电位证实了改性后膜的荷负电性减小。改性后膜通量和脱盐性能均增加，抗污染性能得到显著改善，并具有耐酸碱稳定性(pH2~11)。关键词：污染；膜；脱盐；静电自组装；聚乙烯亚胺中图分类号：TQ028.8文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2019.02.028ModificationofpolyamideROmembranesbyapartiallyembeddedelectrostaticself-assemblymethodWANGJia-qian,WANGShu-hao,SHENHong-mei,ZHOUYong,GAOCong-jie(TheOceanCollege,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,China)Abstract:Inordertoimproveanti-cationicsurfactantpollutionperformanceofpolyamidereverseosmosis(RO)membranes,apartiallyembeddedelectrostaticself-assemblymethodwasusedwithpolyethyleneimine(PEI)-ethanolsolutionasthepolyelectrolytesolutiontomodifiedROmembranesurface.TheROmembraneswerecharacterizedbyfieldemissionscanningelectronmicroscopy(FE-SEM),X-rayphotoelectronspectroscopy(XPS),contactangleandsolidsurfaceZetapotential.TheFE-SEMresultsshowthatthesurfacemorphologyofthemodifiedmembranesisnotchanged.XPSelementalandcontentanalysisprovethatPEIissuccessfullyassembledonmembranesurface,whilecontactangleresultsverifythatthemodifiedmembraneshowsincreasedhydrophilicity.Furthermore,zetapotentialresultsconfirmthecharge-negativityofthemodifiedmembranedecreases.Themodifiedmembraneshavehigherfluxandsaltrejection,betterantifoulingtocationicsurfactantsandgoodstabilityinacidandbaseconditions(pH2~11).Keywords:pollution;membranes;desalination;electrostaticself-assembly;polyethyleneimine1前言静电自组装技术是将带有与膜表面相反电荷的聚电解质溶液沉积在膜表面，这种自组装成膜方法具有改善膜的亲水性、抗污染性、分离性能，对沉积过程及膜结构进行分子级控制等优点[1‐3]。如SUN等[4]利用静电自组装技术对反渗透膜改性，制备了一种高选择性、高渗透性的CO2促进传递膜。刘美玲等[5]首先用次氯酸钠溶液对商品化的反渗透膜表面进行氯化处理，然后利用静电吸附作用将聚阳离子电解质壳聚糖吸附在反渗透膜表面，在最佳实验条件下，反渗透膜的通量和截留率均有提高。这种方法虽然有很多优点，但