水处理用纳米纤维膜材料的制备及性能研究

作     者：尹泽芳 

作者单位：北京服装学院 

学位级别：硕士

导师姓名：李从举

授予年度：2016年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：静电纺 反渗透 超滤 溶剂浸泡 循环利用 氧化 

摘      要：目前,淡水资源日益匮乏已成为当今世界的严重问题,为缓解水资源紧张的情况,需要从两个方面入手,一个是开源,一个是治理。在开源方面,用反渗透法进行海水淡化,是一个重要的研究方向。常用于制备反渗透膜的基底材料普遍具有传质阻力较高、孔隙率低、存在大量死端孔的缺点,而静电纺纳米纤维膜具有很高的孔隙率和贯通的孔结构,因此在较低操作压力条件下就可以达到较高的通量,能有效降低能耗。本文采用静电纺丝技术,以广泛应用于工业领域且具有优异物化性能的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为膜基底材料,采用界面聚合方法制备了聚酰胺(PAN)/PET复合反渗透膜。研究发现聚合单体以及聚合条件对聚酰胺超薄分离层的形貌和过滤性能有一定的影响,而水相中表面活性剂的添加量则对超薄分离层的均匀程度有至关重要的影响。通过调节制备条件,得到了具有高截留率高通量的复合反渗透膜。在最佳制备条件下,膜的脱盐率达到97.8%,通量达到19.06 L·m·h。在治理方面,印染废水占污水排放的较大比重,因此,本文采用PET为基底,通过混纺的方式得到PET/聚醚砜(PES)中间层,最后单独纺制PES作为最上层过滤层,并且以N-甲基吡咯烷酮(NMP)/HO作为混合溶剂通过浸泡法使表层PES溶解成为致密分离层,制得静电纺复合超滤膜,它能有效过滤溶液中的靛蓝粒子。测试结果显示,膜的截留率处于96%以上,最高可达100%,最高通量可达100 L·m·h,稳定通量为10～40 L·m·h之间,抗污染性能较好。为提高PES/PET复合膜的通量,以过硫酸铵(APS)为氧化剂对膜表面进行氧化改性。氧化后,膜的亲水性显著增强,因此最高通量显著提高为77.41 L·m·h,稳定通量提高为27.84 L·m·h,同时,膜的截留率仍然可达100%。同时发现不同APS溶液浓度改性得到的膜的可循环利用情况不同。