PPESK中空纖維及疏水化復(fù)合膜的研制與應(yīng)用.pdf

1、含二氮雜萘酮結(jié)構(gòu)的聚芳醚砜酮(PPESK)是本研究組開(kāi)發(fā)的新材料，具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，良好的溶解性、成膜性、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，是一類用于制備超濾膜、納濾膜以及氣體分離膜新型材料。本文對(duì)PPESK中空纖維超濾膜的制備及PPESK中空纖維膜疏水化改性進(jìn)行了研究，并進(jìn)行了PPESK中空纖維膜醬油除菌和PPESK中空纖維疏水膜減壓膜蒸餾脫除水中氯酚的應(yīng)用研究。 以PPESK為膜材料，N-甲基吡咯烷酮(NMP)和N，N-二甲基乙

2、酰胺(DMAc)為溶劑，水為凝膠劑，選用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為鑄膜液體系的添加劑，研究了PVP對(duì)鑄膜液體系熱力學(xué)和流變學(xué)性能的影響，并探討了溶劑種類、聚合物濃度、添加劑含量對(duì)PPESK中空纖維超濾膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。制備了一系列大孔徑、高通量的新型聚芳醚砜酮超濾膜。研究表明：PVP的加入可以降低鑄膜液體系的熱力學(xué)穩(wěn)定性并提高體系粘度，并最終影響PPESK中空纖維膜的結(jié)構(gòu)與性能。研究了次氯酸鈉后處理對(duì)膜性能的影響，結(jié)果表明：次氯酸鈉

3、后處理可溶解中空纖維膜孔壁上殘留的PVP，使膜孔徑增大，純水通量和孔隙率升高，截留率降低。同時(shí)考察了PPESK中空纖維膜的化學(xué)穩(wěn)定性，表明其有較好的耐氯性和耐酸堿性能。 對(duì)PPESK中空纖維超濾膜脫除醬油中的菌類進(jìn)行了研究。探討了操作條件對(duì)膜性能的影響以及清洗的方法。結(jié)果表明：PPESK中空纖維超濾膜對(duì)醬油中的菌類有100％的脫除能力：在27h連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)中，膜的滲透通量沒(méi)有顯著降低；經(jīng)過(guò)蒸汽及化學(xué)試劑清洗，膜的通量恢復(fù)率均為1

4、00％。 分別研究了硅橡膠、氟橡膠和氟硅橡膠三種疏水材料對(duì)PPESK中空纖維膜涂覆改性的效果。結(jié)果表明：三種方法均顯著提高了PPESK中空纖維膜的疏水性，復(fù)合膜的水接觸角和水透過(guò)壓力均有所提高。其中硅橡膠涂覆復(fù)合膜的膜蒸餾滲透通量可達(dá)3.3L·m-2·h-1，對(duì)5g/L，NaCl水溶液的截留率為99％，在14天連續(xù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，硅橡膠涂覆復(fù)合膜的性能穩(wěn)定。氟橡膠涂覆復(fù)合膜的膜蒸餾滲透通量為3.1 L·m-2·h-1，對(duì)NaCl水溶

5、液的截留率為98％，但截留率隨測(cè)試時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯降低。氟硅橡膠涂覆復(fù)合膜的滲透通量可達(dá)3.7 L·m-2·h-1，對(duì)NaCl水溶液的截留率為94.6％，氟硅橡膠涂覆復(fù)合膜在11天后截留率衰減明顯。 研究了PPESK中空纖維疏水膜減壓膜蒸餾法對(duì)水中氯酚的脫除性能。計(jì)算了中空纖維減壓膜蒸餾過(guò)程中傳質(zhì)系數(shù)和脫除因子，用以表征不同操作條件下對(duì)氯酚的脫除能力和脫除效果。結(jié)果表明：減壓膜蒸餾對(duì)水中氯酚有很好的脫除效果。增加操作壓力將會(huì)增

6、加傳質(zhì)系數(shù)，對(duì)脫除因子的影響不大；增加操作溫度將會(huì)增加傳質(zhì)系數(shù)，但脫除因子會(huì)有所下降。以PVDF、PPESK為膜材料，制備了中空纖維合金膜。研究了聚合物相容性、聚合物含量、共混比、添加劑種類對(duì)膜結(jié)構(gòu)和膜蒸餾性能的影響。結(jié)果表明：當(dāng)共混比為18：l和18：2時(shí)，兩種聚合物組分具有較好的相容性；在負(fù)壓0.01MPa下，PVDF/PPESK共混合金膜的膜蒸餾通量可達(dá)到10.70 L·m-2·h-1，對(duì)5g/L NaCl溶液的截留率為99％。將