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作者:王晓磊;余姜涛;王齐;孔志云;魏俊富;
单位:天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室;天津工业大学环境科学与工程学院;沧州市天津工业大学研究院;
摘要:为了打破纳滤膜的渗透性-选择性上限,制备兼具高渗透通量和高截留性能的薄层复合纳滤膜,首先在水解聚丙烯腈(HPAN)基膜表面沉积聚多巴胺/聚甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(PDA/PSBMA)中间层,然后利用哌嗪(PIP)和均苯三甲酰氯(TMC)进行界面聚合,制备聚酰胺(PA)层;对膜的化学结构、形貌和表面特性进行表征,研究纳滤膜的性能。结果表明:中间层亲水且带负电,对膜孔未造成严重堵塞,优化了界面聚合反应界面;聚酰胺层的厚度仅为65 nm左右,聚酰胺层内部及其与支撑层之间存在大量通道,使纳滤膜纯水渗透性高达21.82 L/(m~2·h·bar)(1 bar=100 kPa);纳滤膜对盐的截留顺序为Na_2SO_4(98.87%)>MgSO_4(96.92%)>MgCl_2(50.14%)>NaCl(30.60%),Na_2SO_4截留率基本不受操作压力和盐浓度的影响,NaCl和Na_2SO_4的分离因子为61.42;此外,纳滤膜具有良好的抗污染性和长期稳定性,在海水淡化、饮用水净化等领域具有应用潜力。
关键词:聚多巴胺(PDA);;聚甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(PSBMA);;两性离子中间层;;纳滤膜;;脱盐
基金资助:国家自然科学基金资助项目(52070142);; 天津工业大学市级大学生创新创业训练计划资助项目(202210058105)