基于聚醚砜复合纳滤膜（TFC）的制备及性能研究(3)
1.2 研究意义
我国水资源短缺，且水体污染已成为影响我国经济发展的重要制约因素。纳滤膜技术由于操作压力相比于反渗透要低，且分离过程不涉及化学反应、亦不破坏生物活性，具有耗能低，能截留有机小分子和大部分二价无机盐离子，因而在食品、化工、医药、环保、冶金等领域污水处理与回用、水质软化等方面具有无可比拟的优势。
本课题的申请正是基于上述低成本纳滤膜在废水处理、水的软化、等工业方面应用的现状以及存在的问题。作为一种新型分离膜，如何选择和制备纳滤膜的材料，提高纳滤性能，同时降低制膜成本；如何优化纳滤技术水处理工艺设计及分离机制探究，是推动纳滤膜科学发展的关键因素[4]。
本课题由两部分组成：
1) 以聚醚砜（PES）为基膜材料，N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为制孔剂，采用L-S相转化法制备聚醚砜基膜。进而以均苯三甲酰氯（TMC）和哌嗪（PIP）分别作为油相和水相反应单体，通过界面聚合法制备TFC，探索二胺单体加入量对膜分离性能的影响规律。同时使用红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、接触角测定仪及扫描电子显微镜（SEM）等手段对所制备的TFC进行结构和形态表征。
2) 针对超薄复合层和盐溶液建立分离模型，进行分子动力学模拟。通过考察不同离子及水分子的均方位移和径向分布函数，揭示超薄脱盐层对不同盐溶液体系的分离特征，为研制具有高纯水通量，高截留率，稳定性好，低成本的纳滤膜材料提供理论与技术指导。
2 实验材料及设备
2.1 实验材料
实验中所需材料和试剂如表2.1所示：
表2.1 实验所需材料和试剂
试剂名称 规格 生产厂家
聚醚砜 6090P BASF
聚乙烯吡咯烷酮 ≥94.3% 国药集团化学试剂有限公司
N,N-二甲基甲酰胺 ≥99.5% 南京化学试剂有限公司
哌嗪 ≥99.5% 国药集团化学试剂有限公司
十二烷基磺酸钠 ≥97.0% 国药集团化学试剂有限公司
碳酸钠 ≥99.8% 南京化学试剂有限公司
均苯三甲酰氯 上海迈瑞尔化学技术有限公司
正己烷 98.0% 天津市津东天正精细化学试剂厂
硫酸钠 ≥99.0% 南京化学试剂有限公司
硫酸镁 ≥98.0% 国药集团化学试剂有限公司
氯化钠 ≥99.5% 南京化学试剂有限公司
亚甲基蓝，三水 ≥82% 国药集团化学试剂有限公司
刚果红 ≥67% 中国远航试剂厂
超纯水 实验室自制
2.2 实验设备
实验中所需实验设备如表2.2所示：
表2.2 实验所需仪器设备
设备名称 型号 生产厂家
电导率仪 DDS-307 上海盛磁仪器有限公司
接触角测定仪 DSA30 德国 KRÜSS
UV/VIS Spectrometer Lambda 25 PerkinElmer
（续上表）
扫描电子显微镜 JEOLJSM-6380LV 日本电子株式会社
傅立叶红外光谱仪 Nicolet iS-10 赛默飞世尔