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全球水污染问题目前依然很严重,世界各国都在寻求更好的方法来解决水污染问题。膜分离技术在解决水污染这个问题中应用比较广泛,纳滤膜分离技术在解决涉及无机盐的水污染问题具有占地面积小、污染少和效率高诸多优点。在界面聚合法过程中,单宁酸作为水相单体,均三苯甲酰氯作为有机相单体,在基膜表面生成聚酯选择层制备薄层复合纳滤膜,但是制备的薄层复合纳滤膜对无机盐截留率较低而且水通量和截留率之间存在着“Trade-off”关系。因此,需要在此基础上对薄层复合纳滤膜改性而制备出性能较高的纳滤膜。本文以PES为基膜作为支撑,以单宁酸作为水相单体和均三苯甲酰氯作为有机相单体,通过界面聚合法制备薄层复合纳滤膜,并在此基础上对制备的纳滤膜进行改性。
本文第二章用单宁酸和Fe3+生成的金属酚络合物作为牺牲层,改变层层自组装的层数和单宁酸与FeCl3?6H2O的质量比来调控金属酚络合物,再在牺牲层上引入以单宁酸作为水相单体和均三苯甲酰氯作为有机相单体界面聚合反应生成聚酯选择层制备复合纳滤膜。利用扫描电子显微镜(SEM)来分析所制备膜的表面和形态,X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(FTIR)对所制备的膜进行元素分析来证明单宁酸和Fe3+生成的金属酚络合物和聚酯选择层在膜上引入成功,用水接触角和Zeta电位分别评价所制备膜表面的亲疏水性和带电荷性。通过优化制备纳滤膜的条件,确定自组装层数4层是最佳自组装层数,单宁酸和FeCl3?6H2O的质量比是4:1,最优改性后的纳滤膜对NaCl和Na2SO4两种无机盐截留率分别是61.35%和88.35%,而未改性薄层复合纳滤膜对NaCl和Na2SO4两种无机盐的截留率分别是15%和54%,最优改性后的纳滤膜的抗污染性也高于未改性的薄层复合纳滤膜。
本文第三章在以单宁酸作为水相单体和均三苯甲酰氯作为有机相单体界面聚合反应生成的聚酯选择层中通过在水相单体单宁酸中加入TiO2纳米颗粒引入原位涂覆单宁酸的TiO2纳米颗粒制备含有TiO2纳米粒子的纳米薄层复合纳滤膜。利用扫描电子显微镜(SEM)来分析所制备膜的表面截面形态、TiO2纳米粒子和TA-TiO2复合纳米粒子外貌形态,红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对所制备膜的表面截面形态、TiO2纳米粒子和TA-TiO2复合纳米粒子进行化学基团和元素分析,用Mapping对TiO2纳米粒子和TA-TiO2复合纳米粒子进行元素分析,用水接触角和Zeta电位分别评价所制备膜表面的亲疏水性和带电荷性。最终优化TiO2纳米粒子加入量,确定0.020%是最优加入量,制备的最优改性后的纳滤膜对NaCl和Na2SO4两种无机盐截留率分别是57.9%和94.6%,抑菌性也高于未改性的薄层复合纳滤膜。
本文第二章用单宁酸和Fe3+生成的金属酚络合物作为牺牲层,改变层层自组装的层数和单宁酸与FeCl3?6H2O的质量比来调控金属酚络合物,再在牺牲层上引入以单宁酸作为水相单体和均三苯甲酰氯作为有机相单体界面聚合反应生成聚酯选择层制备复合纳滤膜。利用扫描电子显微镜(SEM)来分析所制备膜的表面和形态,X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(FTIR)对所制备的膜进行元素分析来证明单宁酸和Fe3+生成的金属酚络合物和聚酯选择层在膜上引入成功,用水接触角和Zeta电位分别评价所制备膜表面的亲疏水性和带电荷性。通过优化制备纳滤膜的条件,确定自组装层数4层是最佳自组装层数,单宁酸和FeCl3?6H2O的质量比是4:1,最优改性后的纳滤膜对NaCl和Na2SO4两种无机盐截留率分别是61.35%和88.35%,而未改性薄层复合纳滤膜对NaCl和Na2SO4两种无机盐的截留率分别是15%和54%,最优改性后的纳滤膜的抗污染性也高于未改性的薄层复合纳滤膜。
本文第三章在以单宁酸作为水相单体和均三苯甲酰氯作为有机相单体界面聚合反应生成的聚酯选择层中通过在水相单体单宁酸中加入TiO2纳米颗粒引入原位涂覆单宁酸的TiO2纳米颗粒制备含有TiO2纳米粒子的纳米薄层复合纳滤膜。利用扫描电子显微镜(SEM)来分析所制备膜的表面截面形态、TiO2纳米粒子和TA-TiO2复合纳米粒子外貌形态,红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对所制备膜的表面截面形态、TiO2纳米粒子和TA-TiO2复合纳米粒子进行化学基团和元素分析,用Mapping对TiO2纳米粒子和TA-TiO2复合纳米粒子进行元素分析,用水接触角和Zeta电位分别评价所制备膜表面的亲疏水性和带电荷性。最终优化TiO2纳米粒子加入量,确定0.020%是最优加入量,制备的最优改性后的纳滤膜对NaCl和Na2SO4两种无机盐截留率分别是57.9%和94.6%,抑菌性也高于未改性的薄层复合纳滤膜。