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聚乙烯醇复合纳滤膜的性能研究一【搜了网】

2022-05-14 16:20:38  华珍机械网

聚乙烯醇复合纳滤膜的性能研究(一)

摘 要 本文采用涂敷法制得聚乙烯醇(PVA)复合纳滤膜,并对膜的分离性能、耐溶剂性、耐压密性进行了测试。结果表明:该复合纳滤膜在0.6MPa操作压力下水通量为12 L.m-2.h-1,对500mg/L的标准物质PEG600的截留率达到90.8%,并随着操作压力的增加,水通量呈线性增加,截留率也相应上升,该膜具有较好的耐压密性,耐酸碱性和耐氧化性,并通过红外光谱分析复合纳滤膜致密层的化学结构。

关键词 复合纳滤膜 聚乙烯醇 涂敷法

纳滤膜是介于反渗透膜和超滤膜之间的一种压力驱动膜,是近年国际上发展较快的膜品种之一,该类膜对多价阴离子盐和分子量在300以上的有机物的截留率较高。1985年,FilmTec 公司推出了NF-40,NF-50,NF-70等“疏松”的反渗透膜,也称为超低压反渗透膜,另外几家美国公司如UOP,Hydranautics, Desalination等也推出类似的膜[1],目前纳滤膜制备中关注的焦点在于超薄皮层的形成[2],纳滤膜的制备方法主要有聚合物涂敷,界面缩合和界面缩聚,单体催化聚合,等离子体聚合,动态形成等[3]。

聚乙烯醇(PVA)具有高度亲水性、良好的耐污染性及成膜性使其也成为制作超薄层的优良材料[4],它的分子链上含有大量羟基,其结构规整,并是严格的线型结构,因此其化学性质稳定,材料的机械强度高,分子之间存在的氢键使其有足够的热稳定性。聚乙烯醇具有良好的水溶性,且有很好的成膜性能,能形成光滑的表层,非常强韧的,耐撕裂的膜,还有非常好的耐溶剂性能[5],因而越来越广泛的成为亲水性膜材料之一,尤其是作为薄层复合膜致密层膜材料。

本文采用聚乙烯醇作为膜材料涂敷于基膜上制得纳滤膜,着重研究了不同操作条件对膜性能的影响、膜的耐压密性、膜的耐溶剂性以及膜致密层的红外光谱分析。

1实验部分

1.1试剂和仪器

第一作者简介:施柳青,女,1968年4月出生,工程师。收稿日期:2001年6月试剂:PVA,戊二醛, HCl, 乙酸 ,甲醇 ,PEG系列,无水乙醇,D-山梨醇均为分析纯

主要仪器:四串联动态循环超滤膜评价仪,自制;TOC-5000总碳分析仪,日本岛津公司; 红外光谱仪(EQUINOX 55)

1.2 复合纳滤膜的制备

将聚乙烯醇水凝胶涂敷于多孔基膜上,在室温下干燥,随后浸入水中冲去膜表面没有反应的物质,测试前将膜浸在去离子水中待用。

1.3 膜的性能测试

1.3.1 纯水通量F/(L.m-2.h-1) 将膜用去离子水洗净后,用四串联动态循环超滤膜评价仪在室温下将去离子水在0.2MPa压力下预压20min,然后测定一定时间内透过液的体积,按式(1)计算膜的水通量F。

水通量F/(L.m-2.h-1)=透过水的体积V(L)/膜有效面积(m2)×时间(h) (1)

1.3.2截留率R(%) 用0.500g/L浓度的PEG-600作为已知大小溶质分子来测定过滤前后的浓度以确定截留率。过滤前后PEG-600溶液用岛津TOC-5000型总有机碳分析仪测定,并按式(2)计算:

截留率R(%)=(1-透过液浓度/原料液浓度)×100% (2)

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