HPAN/PEI-PDMS有机溶剂纳滤复合膜的制备与性能

膜科学与技术 , 2016, 36(2): 13-27. doi: 10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2016.02.003

HPAN/PEI-PDMS有机溶剂纳滤复合膜的制备与性能

吴晓莉 ^1, , 王景涛 ^2, , 张浩勤 ^3, , 张翔 ^4, , 刘金盾 ^5,

1.郑州大学化工与能源学院,郑州,450001

2.郑州大学化工与能源学院,郑州,450001

3.郑州大学化工与能源学院,郑州,450001

4.郑州大学化工与能源学院,郑州,450001

5.郑州大学化工与能源学院,郑州,450001

关键词：聚丙烯腈 , 水解 , 聚乙烯亚胺 , 界面聚合 , 有机溶剂纳滤

Fabrication and performance of HPAN/PEI-PDMS nanofiltration membranes with organic solvent resistace

Keywords： polyacrylonitrile , hydrolysis , polyethyleneimine , interfacial polymerization , organic solvent-resistant nanofiltration

结合杂化和交联技术,用均苯三甲酰氯(TMC)共价交联的聚乙烯亚胺(PEI)和羟基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备活性层,并以聚丙烯腈(PAN)膜作支撑层,采用界面聚合法制备有机溶剂纳滤复合膜.为增强支撑层与活性层间的界面相互作用,采用NaOH溶液对PAN基膜水解.通过改变NaOH溶液的浓度调控PAN基膜的水解程度,考察不同水解程度对复合膜的物化特性及纳滤性能的影响.通过红外光谱、扫描电镜、静态接触角、拉伸、面积溶胀和溶剂吸附等表征方法,系统研究了复合膜的微观结构和物化特性.以异丙醇、乙酸乙酯、丁酮和正庚烷做溶剂,以聚乙二醇(PEG)作溶质进行复合膜的有机溶剂纳滤实验.结果发现,随着PAN基膜水解度的提高,其表面生成的-COOH量增多,进而会增强复合膜的亲水性,并提高基膜与活性层之间的界面相互作用,增强复合膜的机械稳定性.与水解前相比,基膜水解后所制备的复合膜,其通量和截留率均有提高,同时表现出优越的抗溶胀性能和长时操作稳定性.相比而言,NaOH溶液处理浓度为2.0 mol/L时复合膜综合性能最优,其对异丙醇的渗透率达34.6 L/(m2·h·MPa),且保持对PEG1000的较高的截留率(81.8％).

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