聚哌嗪酰胺/聚砜纳滤中空纤维复合膜的研制

摘要

本文的目的是研究制备高性能的纳滤中空纤维复合膜。本研究以耐压密，价廉易得的聚砜纺制中空纤维基膜，哌嗪为水相单体，均苯三甲酰氯为有机相单体，三乙胺为酸接受剂，通过界面聚合反应在基膜表面形成超薄功能层，制备低压高性能哌嗪均苯三甲酰胺/聚砜纳滤膜，以0.1％MgSO4溶液为测试液，测得中空纤维复合膜在0.4MPa下的脱盐率为99％，通量达30L·m-2/h。 本文主要进行了四个方面的研究： 一、在前期工作的基础上，对合成均苯三甲酰氯(TMC)技术路线进行了改进，延长了反应时间和水泵的抽滤时间，收集51mmHg时198-202℃的馏分，得到高质量的TMC产品，试验的可操作性，重复性增强，产品质量稳定。 二、研究利用C形喷丝板，通过调整纺丝液组成、纺丝温度、空气浴高度、卷绕速度等纺制了不同形态结构的聚砜中空纤维基膜，并对基膜进行了测试，得到了切割分子量分别为6000和20000的中空纤维基膜。 三、利用两种不同切割分子量的中空纤维基膜进行了复合研究，发现用切割分子量为20000的基膜制备的复合膜性能要远远好于用切割分子量为6000的基膜制备的复合膜。在界面聚合过程中，通过添加三乙胺缩短了复合膜的预压时间，得到了性能优良，稳定的纳滤中空纤维复合膜。制备复合膜的条件为：哌嗪水相浓度2％，均苯三甲酰氯有机相浓度为0.5％，酸接受剂三乙胺浓度为1％，水相处理时间为4min，有机相处理时间为30s。 四、利用多种手段对所得的中空纤维复合膜结构和性能进行了研究，结果表明：复合膜的功能层越厚，其脱盐率越高，通量越低；功能层其外表面凹凸不平及颗粒状的形态，增大了与溶液的接触面积，增强了表面的荷电性，从而提高了脱盐率和通量。 五、制备出两种聚哌嗪均苯三甲酰胺/聚砜纳滤复合膜：中空纤维复合膜与平板复合膜，对二者的分离性能进行了研究。结果说明，尽管聚合条件相同，基膜性质相近，平板膜与中空纤维膜的性能差异很明显。分析二者受压应力及形变，认为两种复合膜性能差异的原因在于平板膜与中空纤维膜应力形式的不同。

目录

文摘

英文文摘

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学位论文的主要创新点

第一章前言

第二章均苯三甲酰氯单体的合成

第三章非对称聚砜中空纤维基膜的纺制

第四章中空纤维复合膜的研制

第五章中空纤维复合膜的结构与性能研究

第六章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

攻读硕士学位期间承担或参与完成科研情况

致谢