基于聚乙烯基咪唑的耐氯性复合纳滤膜设计与制备

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ttw961086
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纳滤(NF)是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离技术,广泛应用于污水处理、海水淡化、食品工业、生物制药等各个领域。目前,通过界面聚合法制备的聚酰胺纳滤膜以其良好的渗透分离性能成为了商品化纳滤膜的主流。然而,聚酰胺材料极易受到溶液中活性氯的进攻而导致性能下降,这个问题极大地限制了纳滤膜的进一步应用发展。本文针对这一问题,基于简单可控,具有大规模应用潜力的表面涂覆方法,以乙烯基咪唑(Ⅵ)作为聚合物材料的核心单体,在不同表面构建功能层制备耐氯性复合纳滤膜。具体研究内容和主要结论如下:  以乙烯基咪唑(Ⅵ)、丙烯酰胺(AM)、2-甲基丙磺酸-丙烯酰胺(AMPS)为单体,采用自由基聚合法合成了三元无规共聚物P(AMPS-co-Am-co-Ⅵ),通过浸涂的方式成功在商品化聚酰胺纳滤膜表面引入功能层,制备出表面光滑平整、具有良好亲水性和润湿性,表面呈现趋于电中性的弱负电性的改性复合膜,具有良好的抗BSA污染的能力,通量回复率高达87.6%。调节聚合物浓度得到在2.0 g/L时的最优性能为0.4 MPa下纯水通量为37.1 L/(m2 h),对2000 ppm的MgSO4截留率为97.5%,并呈现典型荷负电纳滤膜的分离特性,对不同无机盐的脱除顺序为:NaCl<MgCl2<MgSO4≈Na2SO4,其截留分子量约为200 Da。改性膜具有良好的耐氯性能,耐受强度随着涂覆浓度的增大而逐渐增强,特别是在酸性环境下的耐氯性强于中性环境,涂覆层以阻挡层作用为主,牺牲层作用为辅,二者相结合共同保护选择层免受活性氯的进攻。聚合物涂层与底膜具有较强的相互作用,能够经历长时间运行并保持性能稳定。  通过自由基聚合合成了聚乙烯基咪唑(PVI)均聚物,利用PVI中咪唑环上的叔胺活性基团进行季铵化界面交联,在聚砜超滤膜表面构建超薄致密选择层,制备出具有耐氯功能的复合纳滤膜,以期从新材料的角度在根本上解决不耐氯的问题。通过调控涂覆的工艺条件,可以调节分离层的结构,从而控制纳滤膜的渗透分离性能,得到了最优化的制备条件为PVI水溶液浓度为0.75%,对二苄氯(XDC)正庚烷溶液浓度为0.25%,反应时间为4h,反应温度为60℃,此时纳滤膜在0.4MPa下纯水通量为22.0 L/(m2 h),对10mM的MgCl2的截留率为90.1%。改性膜表面带强正电,等电点约为10.0,对不同种类的无机盐表现出典型荷正电纳滤膜的分离性能,脱除顺序为:Na2SO4<MgSO4<NaCl<MgCl2。复合纳滤膜的平均孔径dp约为1.5 nm,截留分子量为1170,可以实现小分子之间或小分子与无机盐之间的分离,具有一定的分子选择性,可应用于某些界面聚合制备纳滤膜无法实现的特定的分离过程。改性膜具有较好的耐氯性能,且活性层具有良好的稳定性,保证了膜在实际环境中的长期运行。  本文的方法和材料对新型功能化纳滤膜的设计和制备提供了一定参考,并具有放大应用的潜力。
其他文献
膜分离具有分离效率高、能耗低、可连续化操作、易于放大或微型化等优点,已广泛应用于医药、化工、能源、食品、环境等诸多领域,取得了巨大的经济和社会效益。膜分离技术的核心
该论文研究工作主要用收敛式合成法合成了两类新型聚醚类树状化合物.首先,对树状化合物的研究进展进行了较详细的综述.第2章中我们分别以没食子酸和胡椒醛为起始原料,经过酯
石墨烯是一种具有诸多优异性能的二维纳米碳材料,在电子器件、复合材料和能源材料领域都具有重要的应用价值。将石墨烯作为构筑基元的宏观组装,以功能为导向,通过工艺设计控制石
蛋白质和DNA都是重要的生物大分子。对蛋白质和DNA进行定量测定是生物化学和生命科学中经常涉及的分析内容,建立高灵敏度、低检测限的荧光探针定量测定的方法仍具有重要意义。
烟草中的含氮化合物非常丰富,它们约占烟草组成的30﹪以上.这类化合物主要有:胺类、含氮杂环化合物、氨基酸类、腈类、酰胺类、亚胺类、氨基糖、硝基化合物和杂类含氮化合物等
当今,对映选择性有机催化被看作是与金属配合物催化和酶催化具有同等地位的实现不对称合成的一种重要方法。近十几年来,随着不对称有机催化研究的不断深入和发展,有机小分子催化
该文描述了放射性(Ag)Ag/TiO和Ⅰ/TiO纳米粒子制备,Ⅰ/TiO在小鼠体内的生物分布以及细胞实验工作.以钛酸丁酯为原料制备粒径为2nm左右的TiO溶胶.用有载体的AgNO和无载体的NaI
采用自由基溶液聚合法,分别以高锰酸钾/酸(KMnO/H)为引发体系,合成了淀粉与丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氟化铵(DMDAAC)的接枝共聚物;以硝酸铈铵/酸(CAN/H)为引发体系,合成了淀粉与
该论文主要合成了两种新型聚氨酯:星型聚氨酯和氟封端聚氨酯并对它们的性能加以表征.以及对带有冠醚取代基的聚苯撑乙烯;(C-PPV)组装行为和光、电性能进行了研究.具体内容如
本文选用氮杂环桥联双酚配体和碳桥联三酚配体,合成了18个结构新颖的酚类稀土配合物,用X-射线单晶衍射、核磁共振谱以及元素分析等表征了配合物的结构。这些配合物可用于催化L-