基于聚醚砜复合纳滤膜（TFC）的制备及性能研究
关键词 复合纳滤膜 界面聚合 截留机理
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title Preparation and Properties of Composite Nanofiltration Membrane Based on Poly(ether sulfone)s
Abstract
The composite nanofiltration membrane (TFC) was prepared by poly(ether sulfone) films as the support, and piperazine (PIP) with trimesoyl chloride (TMC) as functional monomer, respectively, on the support via interfacial polymerization. The results showed that, all the TFCs exhibited high rejection of 92.0%, 78.1% and 31.8% for Na2SO4, MgSO4 and NaCl aqueous solution with PIP fraction ranging from 0.25-0.50 wt%. Meanwhile, the rejection was also greater than 95.0% for both two organic dye solutions, i.e., Congo red and Methylene blue. Rejection mechanism was carried out by a molecular dynamic simulation in Materials Studio package, and suggested a promising application future for this type of TFC.
Keywords Thin Film Composite Interfacial Polymerization Rejection Mechanism
目 次
1 引言 1
1.1 纳滤膜简介 1
1.2 研究意义 3
2 实验材料及设备 4
2.1 实验材料 4
2.2 实验设备 4
2.3 复合纳滤膜（TFC）性能表征方法 5
2.3.1 FTIR 表征 5
2.3.2 Contact Angle测试 5
2.3.3 通量测定 5
2.3.4 截留测定 5
2.3.5 SEM表征 6
2.3.6 XPS表征 6
3 实验方法及结果与讨论 7
3.1 PES基膜的制备 7
3.2 复合纳滤膜（TFC）的制备 7
3.3 FTIR 8
3.4 Contact Angle 9
3.5 纯水通量的测定 9
3.6 TFC对盐溶液及有机小分子的分离性能测试 10
3.7 SEM 14
3.8 XPS 15
3.9 截留机理分析 15
3.9.1 模型的建立 15
3.9.2径向分布函数（RDF） 19
结论 22
致谢 23
参考文献 24
1 引言
1.1 纳滤膜简介
纳滤（Nanofiltration，NF）技术是20世纪80年代中期发展起来的一类介于超滤和反渗透之间的、同属于压力驱动的新型膜分离技术，适宜于分离相对分子质量在200 Da以上、分子直径约为1 nm的溶解组分，一般认为其截留相对分子质量在200-1000 Da之间，对一般单价盐离子（如NaCl）的截留率较低，而对二价或高价离子的截留率一般高达90%。通常，由于其操作压力小于1.5 MPa，纳滤膜也被称为低压反渗透膜或疏松反渗透膜。纳滤膜的孔径大都在1-10 nm范围内，同时它是带电荷的；荷电纳滤膜可通过静电斥力作用排斥分离介质中与膜上所带电荷相同的离子或小分子，通过静电引力作用吸附与所带电荷相反的离子或小分子。因此，荷电膜对物质的分离机制主要是基于荷电效应和膜纳米级微孔的筛分效应。它的过滤范围亦介于反渗透和超滤之间，推动了膜技术及相关应用领域的发展，并已在石化、生化和医药、食品、造纸、纺织印染等领域及水处理过程中得到广泛应用[1-4]。