高效聚酰胺复合反渗透膜的制备及性能研究

发布时间：2023-04-29 21:06

　　反渗透技术是目前通过海水淡化来解决淡水资源不足的危机的最有效方法之一;而反渗透膜作为反渗透技术的核心,一直以来被广为深入地研究。早前的研究发现以聚砜超滤膜为基材、间苯二胺的水溶液为水相、均苯三甲酰氯的正已烷溶液为有机相,通过界面聚合反应得到以交联聚酰胺为活性分离层的反渗透膜,相对于经典的醋酸纤维素反渗透膜而言,对苦咸水和海水淡化具有较高的水通量和截留率,并成功应用于海水淡化的工业生产上。然而,进一步提高反渗透膜的海水淡化效率一直是工业发展所追求的目标。本研究通过改变反渗透膜中交联聚酰胺的分子结构来改变分子间自由体积,降低水分子传质阻力,从而提高过滤层的水通量,并最终提高该反渗透膜的脱盐效率,努力建立起分子结构与脱盐效率之间的“构效”关系。首先选择了三种不同的苯二胺分别作为水相单体,均苯三甲酰氯为有机相单体制备复合膜,研究氨基的位置对于聚酰胺结构的影响。研究表明,以间苯二胺、对苯二胺单体制备的反渗透膜对2000 ppm的氯化钠溶液的截留率大于98%,而基于邻苯二胺单体的聚酰胺复合反渗透膜对氯化钠的截留率仅为45%。进一步地,以甲基取代的单体包括甲基邻苯二胺、甲基间苯二胺和甲基对苯二胺分别...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
前言
第一章 绪论
    1.1 反渗透技术概述
        1.1.1 反渗透膜的发展历史
        1.1.2 反渗透膜的结构
        1.1.3 反渗透膜的制备方法
        1.1.4 反渗透膜的分离机理
        1.1.5 反渗透膜的制备材料
    1.2 聚酰胺反渗透膜研究进展
        1.2.1 RO膜的新型制备单体
        1.2.2 RO膜的纳米增强
        1.2.3 RO膜的新型制备方法
        1.2.4 RO膜的新型填料MOFs
        1.2.5 RO膜中定向水通道的构建
    1.3 本课题研究内容及意义
第二章 均聚单体反渗透膜的制备和性能
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验原料与设备
        2.2.2 甲基对苯二胺单体的制备
        2.2.3 芳香族多元胺的纯化
        2.2.4 聚酰胺复合反渗透膜的制备
    2.3 膜形貌表征与性能测试
        2.3.1 扫描电镜(SEM)分析
        2.3.2 原子力显微镜(AFM)分析
        2.3.3 膜性能测试
    2.4 分子模拟
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 水相单体与聚酰胺层分子结构
        2.5.2 MMPD单体浓度对复合膜性能的影响
        2.5.3 单体结构对复合膜性能的影响
        2.5.4 SEM结果分析
        2.5.5 AFM结果分析
        2.5.6 分子模拟结果分析
    2.6 本章小结
第三章 共聚单体反渗透膜的制备与性能
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验原料与设备
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果分析与讨论
        3.3.1 共聚单体与聚酰胺层分子结构
        3.3.2 SEM结果分析
        3.3.3 水接触角
        3.3.4 不同基材膜性能测试结果
        3.3.5 多元胺共聚聚酰胺RO膜性能测试结果
        3.3.6 多元酰氯共聚聚酰胺RO膜性能测试结果
    3.4 本章小结
第四章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间研究成果
作者和导师简介
附件



本文编号：3805740