论文部分内容阅读
随着国民经济的快速发展,人类对淡水资源的需求量与日俱增,将盐水、海水或者高浓度苦水进行淡化脱盐,得到可利用的淡水资源,是解决水资源紧缺的必要途径。传统海水淡化脱盐技术比如:多效蒸馏法、多级闪蒸、反渗透以及纳滤法可以处理盐水得到可利用的淡水资源。但是由于使用局限性和自身存在的缺点和不足,在实际的使用过程中受到了一定的限制。渗透汽化海水脱盐技术成为近几年来许多学者研究的重点,但是脱水效率很低,使其工业化生产受到限制。本文采用PVA材料为分离层,以超滤膜为支撑层制备复合膜,系统研究复合膜结构以及温度、浓度、交联程度等因素对渗透汽化过程的影响。具体研究内容如下:1、PVA材料具有良好的成膜性,耐酸碱性以及良好的耐油性,而且化学性质稳定。本实验采用PVA材料为分离层制备PV脱盐复合膜,为了增强PVA的机械性能,以PES超滤膜作为支撑层。由于PVA具有溶胀性,在水环境下不能使用,所以文章采用SPTA为交联剂,系统研究了 SPTA的使用含量对脱盐复合膜PV性能的影响。通过研究发现,在SPTA的加入含量为15%时,所制备的SPTA/PVA/PES复合膜PV性能最优,在进料液为70℃,35000ppm浓度NaCl水溶液时,PV水通量达到13.27L·m-2·h-1,对盐的截留率达到99.88%。实验测定了复合膜在不同浓度以及不同温度进料液条件下的脱盐情况,并对复合膜进行12h的长时间测试,实验结果表明,制备的PVA/PES复合膜具有良好的稳定性,可以进行长时间的PV脱盐。2、以不同的支撑基底制备了 SPTA-PVA复合膜,系统的研究了支撑层亲水性以及表面孔径孔隙率对复合膜渗透汽化的影响。实验结果表明,支撑层的亲水性有利于PV过程水分子的传递;支撑层表面孔隙率对PV过程通量的影响显著,其中,实验制备的以18 wt.%浓度的PAN,添加6 wt.%的PEG 400的铸膜液,以相转化的方法制备的PAN超滤膜进过NaOH处理后,表面孔径为17.90 nm,表面孔隙率高达6.175%,以该超滤膜为基底制备的PVA/PAN复合膜,在对进料液为35000 ppm,70℃的氯化钠水溶液进行渗透汽化实验时,PV通量高达44.02 L·m-2·h-1,对盐的截留率为99.98%。3、以PMDA为交联剂,通过涂覆的方法制备PMDA-PVA/PAN复合膜,研究加热交联的时间以及温度对复合膜PV性能的影响。实验对PVA皮层的结构做了详细表征,系统研究PMDA的使用量对复合膜PV性能的影响,结果表明,在PMDA的使用含量为20%时,所制备的复合膜PV性能最优,在对70℃,35000 ppm的氯化钠水溶液进行脱盐时,渗透汽化通量高达32.26 L·m-2·h-1,对氯化钠的截留率高达99.98%。