【摘 要】
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聚醚醚酮(PEEK)是一种芳香族聚酮,它具有优秀的机械强度、热稳定性和耐化学腐蚀性,可用作制备耐溶剂性纳滤膜。磺化聚醚醚酮(SPEEK)具有较好的亲水性和离子交换能力,通过改变磺化度可以调整SPEEK的亲水性、离子交换容量和质子导电性,SPEEK可制备成离子交换膜和纳滤膜。由SPEEK和聚醚砜(PES)制成的SPEEK/PES复合纳滤膜通量和截留率均不高。在复合膜中添加和分离层相容性好的多孔纳米材
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聚醚醚酮（PEEK）是一种芳香族聚酮,它具有优秀的机械强度、热稳定性和耐化学腐蚀性,可用作制备耐溶剂性纳滤膜。磺化聚醚醚酮（SPEEK）具有较好的亲水性和离子交换能力,通过改变磺化度可以调整SPEEK的亲水性、离子交换容量和质子导电性,SPEEK可制备成离子交换膜和纳滤膜。由SPEEK和聚醚砜（PES）制成的SPEEK/PES复合纳滤膜通量和截留率均不高。在复合膜中添加和分离层相容性好的多孔纳米材料可以提升复合膜的纳滤性能。金属有机框架（MOFs）材料由金属离子和有机配体经配位作用构成,有机配体的存在使其与有机聚合物膜有良好的相容性。本论文的研究内容包括:（1）分析ZIF-8和SPEEK相互作用的机理。合成不同磺化度的SPEEK,并将合成的ZIF-8颗粒同SPEEK共混制备ZIF-8-SPEEK材料,通过红外表征、热重分析、离子交换容量和吸水溶胀度测试,分析ZIF-8和SPEEK的相互作用。（2）ZIF-8-SPEEK/PES复合膜纳滤性能研究。优化复合纳滤膜的制备条件,分析ZIF-8对ZIF-8-SPEEK/PES复合膜纳滤性能的影响。（3）致密型SPEEK/PES复合膜的渗透汽化脱盐性能研究。用涂覆法制备致密型SPEEK/PES复合膜,研究制备条件和渗透汽化操作条件对脱盐性能的影响。主要结论如下:（1）ZIF-8分子中的Zn2+和SPEEK的磺酸基有较强的离子间相互作用。ZIF-8提升了SPEEK材料的热稳定性,降低了SPEEK的离子交换容量,并且随着ZIF-8添加量的增加,ZIF-8-SPEEK复合材料的亲水性降低,溶胀度减小,（2）ZIF-8提高了SPEEK/PES复合膜的纳滤性能。低磺化度SPEEK制备的ZIF-8-SPEEK/PES复合膜相对于高磺化度SPEEK所成复合膜有较高的截留率,复合膜的截留随着ZIF-8添加量的增加而明显增加,且具有较好的稳定性,经100小时试验,ZIF-8-SPEEK/PES复合膜的通量和截留保持不变。受道南效应和筛分效应的共同作用,复合膜对Na Cl、Mg SO4截留较低,但对甲基橙、刚果红、亚甲基蓝和聚乙二醇1000均有较高的截留。（3）SPEEK具有较好的亲水性,致密型SPEEK/PES复合膜具备渗透汽化脱盐的潜力。复合膜的微观结构、原料液组分和渗透汽化温度对复合膜的脱盐性能均有较大影响。将磺化度为61%的SPEEK,配成浓度为0.5wt%的甲醇溶液,涂覆两层制备的SPEEK/PES复合膜具备最优秀的脱盐性能。该复合膜在70℃、-0.7bar下,以50g/L的Na Cl溶液为原料,对Na Cl的去除率高达99.99%,通量高达6.0 L/（m2*h）。ZIF-8和SPEEK磺酸基有良好的相互作用,通过改变复合膜的微观结构,复合膜具有不同的分离性能。ZIF-8-SPEEK/PES复合膜具有较高的截留率,可以应用于纳滤中;而致密型SPEEK/PES复合膜具有较好的渗透汽化性能,可以应用于渗透汽化脱盐领域中。
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