亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        IRMOF-3@PAA/PVDF復(fù)合納濾膜的制備及性能*

        2022-02-17 12:28:34呂美嬋
        功能材料 2022年1期
        關(guān)鍵詞:基膜聚酰胺純水

        楊 林,呂美嬋

        (1. 天津工業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院,天津 300387; 2. 天津工業(yè)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,天津 300387)

        0 引 言

        納濾膜分離技術(shù)是一種新型的以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離過(guò)程[1-2],其分離效果通常介于超濾和反滲透之間。納濾膜的孔徑約為1 nm左右,可通過(guò)尺寸排阻效應(yīng),有效脫除分子量高于200的有機(jī)物、多肽、蛋白等,相比于超濾膜對(duì)小分子有機(jī)物的截留率更高。此外,納濾膜一般為復(fù)合膜,表面常帶有電荷基團(tuán),可以通過(guò)靜電相互作用,與溶液中的離子產(chǎn)生道南(Donnan)效應(yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)多價(jià)離子以及部分一價(jià)離子的去除,雖然對(duì)于一價(jià)離子的截留率低于反滲透膜,但其運(yùn)行壓力及能耗顯著低于反滲透膜。基于上述特性,納濾膜在某些特定領(lǐng)域,例如水的軟化,污水及工業(yè)廢水的凈化中已得到廣泛應(yīng)用。

        目前,商品化的復(fù)合納濾膜主要通過(guò)界面聚合法制備,即選用高強(qiáng)度超濾膜作為基膜或支撐膜,采用互不相溶的水相及有機(jī)相溶液分別浸潤(rùn)其表面,使之發(fā)生界面聚合反應(yīng),以實(shí)現(xiàn)在表面形成具有分離作用的超薄致密功能層。在分離層的制備方面,聚酰胺(polyamide)薄層復(fù)合納濾膜的研究更為深入[3-5],制備工藝更為成熟,應(yīng)用更為廣泛;在超濾基膜的篩選方面,目前多以聚砜作為納濾膜的支撐膜。作為一種具備良好熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、韌性及成膜性的聚合物,聚偏氟乙烯(PVDF)已成為制備超濾膜最為常用的膜材料[6],并已在市政及工業(yè)污水處理領(lǐng)域大規(guī)模推廣使用。但由于PVDF膜表面能低且具有明顯的疏水性[7],PVDF超濾膜表面難以被水相溶液潤(rùn)濕,導(dǎo)致聚酰胺分離層難以均勻生長(zhǎng)。因此,以PVDF超濾膜作為支撐膜制備聚酰胺復(fù)合納濾膜的研究鮮有報(bào)道[8]。

        作為一種已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的超濾膜,PVDF膜在制備復(fù)合納濾膜時(shí)亟待解決的問(wèn)題就是克服其表面的疏水性。新型納米材料的發(fā)展為解決這一問(wèn)題提供了新的思路。金屬有機(jī)骨架(MOFs)是一類(lèi)由金屬離子簇與有機(jī)配體通過(guò)自組裝形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔晶體材料。MOFs通常具有高孔隙率、大比表面積、良好的機(jī)械及熱穩(wěn)定性[9],目前常常應(yīng)用于膜改性研究。IRMOF-3是由Zn4O簇和2-氨基苯二甲酸自組裝形成的具有規(guī)則三維立方結(jié)構(gòu)的MOFs材料[10],其有機(jī)配體上存在大量裸露的氨基集團(tuán),因此IRMOF-3晶體具有良好的親水性及豐富的反應(yīng)活性位點(diǎn)。

        本文針對(duì)PVDF膜親水性差的問(wèn)題,利用富含氨基的IRMOF-3多孔晶體與親水性高分子聚丙烯酸(PAA)發(fā)生相互作用,以合成親水性IRMOF-3@PAA復(fù)合材料;通過(guò)IRMOF-3@PAA對(duì)PVDF膜表面的改性,達(dá)到提升支撐膜親水性的效果;最終采用界面聚合法制備了IRMOF-3@PAA/PVDF復(fù)合納濾膜。采用FT-IR、SEM、AFM、靜態(tài)水接觸角以及Zeta電位等測(cè)試手段對(duì)IRMOF-3@PAA改性PVDF膜及復(fù)合納濾膜的表面基團(tuán)、微觀結(jié)構(gòu)、親水性、荷電性能等進(jìn)行了表征,并考察了IRMOF-3@PAA復(fù)合材料的改性對(duì)IRMOF-3@PAA/PVDF復(fù)合納濾膜純水通量及脫鹽性能的影響。

        1 實(shí) 驗(yàn)

        1.1 試劑與儀器

        試劑:聚偏氟乙烯(PVDF),美國(guó)Solvay公司;聚乙烯吡咯烷酮(PVP):巴斯夫(BASF)股份公司;2-氨基對(duì)苯二甲酸、間苯二胺(MPD)、1,3,5-均苯三甲酰氯(TMC):上海阿拉丁生化科技股份有限公司;聚乙二醇6000(PEG-6000)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、聚丙烯酸(PAA)、三乙胺(TEA)、正己烷、六水合硝酸鋅(Zn(NO3)2·6H2O)、無(wú)水硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈉(Na2SO4)、氯化鎂(MgCl2)、氯化鈉(NaCl):天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

        儀器:自動(dòng)刮膜機(jī),Elcometer4340,英國(guó)Elcometer公司;X射線粉末衍射儀,D8 Discover,德國(guó)Bruker公司;透射電子顯微鏡,Hitachi H7650,日本HITACHI公司;掃描電子顯微鏡,GeminiSEM500,德國(guó)ZEISS公司;原子力顯微鏡,Dimension ICON,德國(guó)Bruker公司;傅里葉紅外光譜儀,Nicolet iS50,日本Thermo Fisher公司;接觸角測(cè)量?jī)x,DSA30S,德國(guó)KRUSS公司;固體表面Zeta電位儀,SURPASS-3,奧地利安東帕公司;低壓膜通量測(cè)試儀,SF-SA,杭州賽菲膜分離技術(shù)有限公司;電導(dǎo)率儀,DDS-307A,上海雷磁儀器有限公司。

        1.2 IRMOF-3和IRMOF-3@PAA復(fù)合材料的合成

        根據(jù)文獻(xiàn)[11]報(bào)道,采用室溫?cái)嚢璺ㄖ苽銲RMOF-3晶體。稱(chēng)取1.2 g Zn(NO3)2·6H2O 和 0.33 g 2-氨基對(duì)苯二甲酸溶解于40 mL DMF,將1.6 g三乙胺緩慢滴加到上述溶液中,于室溫條件下持續(xù)攪拌20 min,隨后將淡黃色晶體通過(guò)離心分離,并用DMF清洗3次,最終置于60 ℃烘箱中干燥待用。

        稱(chēng)取一定質(zhì)量的IRMOF-3晶體(0.01,0.02和0.03 g)并分別分散于一定量的PAA(0.5,1.0和1.5 g)中,超聲4 h使其分散均勻[12],隨后分別加入50 mL去離子水,得到不同濃度的IRMOF-3@PAA復(fù)合材料水溶液。

        1.3 IRMOF-3@PAA/PVDF復(fù)合納濾膜的制備

        采用相轉(zhuǎn)化法制備PVDF基膜(M0)[13]。將一定量的PVDF,PVP和PEG-6000分別加入三口燒瓶中,以DMF為溶劑,在70 ℃ 下機(jī)械攪拌6 h制得均質(zhì)鑄膜液。鑄膜液靜置24 h脫泡,傾倒于自動(dòng)刮膜機(jī),選用200 μm的刮刀將鑄膜液刮膜并迅速浸沒(méi)于恒溫水浴完成相轉(zhuǎn)化過(guò)程。所得PVDF膜浸泡于去離水中待用。

        PVDF基膜置于真空抽濾裝置,將IRMOF-3@PAA水溶液傾倒于膜表面,抽濾至膜表面無(wú)明顯溶液殘留,以使IRMOF-3@PAA復(fù)合材料截留于PVDF基膜表面,制備得到IRMOF-3@PAA改性PVDF膜;隨后再采用界面聚合法制備IRMOF-3@PAA/PVDF復(fù)合納濾膜,具體為:將50 mL MPD水溶液(2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)))傾倒于膜表面,靜置5 min后抽濾至膜表面無(wú)溶液殘留,隨后將50 mL TMC正己烷溶液(0.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)))傾倒于膜表面,靜置5 min并棄去表面溶液后,將膜置于70 ℃烘箱熱處理10 min,所得復(fù)合納濾膜經(jīng)冷卻后浸泡于去離子水中待用。根據(jù)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料添加量的不同,IRMOF-3@PAA改性PVDF膜分別命名為MIRMOF-3-0.01,MIRMOF-3-0.02,MIRMOF-3-0.03,改性復(fù)合納濾膜分別命名為MN-0.01,MN-0.02,MN-0.03,未經(jīng)IRMOF@PAA復(fù)合材料改性的納濾膜命名為MN。

        1.4 材料表征

        采用X射線衍射儀對(duì)IRMOF-3的晶相進(jìn)行分析,掃描范圍為5°~40°;采用掃描電子顯微鏡對(duì)晶體及膜樣品的微觀形貌進(jìn)行觀察,樣品測(cè)試前進(jìn)行噴金處理以提高導(dǎo)電性;采用傅里葉紅外光譜儀對(duì)膜表面基團(tuán)進(jìn)行分析,波數(shù)范圍設(shè)定為400~4 000 cm-1,光譜分辨率為4 cm-1;采用接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)膜樣品進(jìn)行靜態(tài)接觸角測(cè)試,設(shè)定液滴體積為1 μL,測(cè)定3次取其平均值;采用原子力顯微鏡觀察膜表面形態(tài)結(jié)構(gòu)并計(jì)算粗糙度參數(shù),掃描面積設(shè)定為10 μm×10 μm;采用Zeta電位分析儀對(duì)膜樣品表面電位進(jìn)行測(cè)定,以1 mmol/L KCl溶液作為電解質(zhì),pH范圍設(shè)定為5~8之間。

        1.5 復(fù)合納濾膜性能測(cè)試

        采用低壓膜通量測(cè)試儀錯(cuò)流過(guò)濾模式測(cè)定膜的純水通量以及鹽截留性能,測(cè)試壓力為0.69 MPa,錯(cuò)流流速為25 L/h。將膜置于錯(cuò)流裝置中(有效膜面積為3.14 cm2),預(yù)壓30 min后,開(kāi)始測(cè)定純水通量。純水通量J按式(1)進(jìn)行計(jì)算:

        (1)

        式中:Q為滲透液體積(L),A為有效膜面積(m2),t為滲透時(shí)間(h)。

        配制2 000 mg/L硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鎂、氯化鈉水溶液測(cè)定復(fù)合納濾膜的鹽截留性能,采用電導(dǎo)率儀測(cè)定原液及滲透液的電導(dǎo)率,最后根據(jù)式(2)計(jì)算納濾膜對(duì)鹽的截留率:

        (2)

        式中:Cp和Cf分別是滲透液和原液中鹽的濃度。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 IRMOF-3和IRMOF-3@PAA復(fù)合材料的表征

        IRMOF-3晶體以及IRMOF-3@PAA復(fù)合材料的電鏡圖如圖1所示。圖1(a)為IROMF-3的掃描電鏡圖,由于反應(yīng)時(shí)間較短,IRMOF-3晶體尺寸較小,粒徑約為80 nm,且晶體呈現(xiàn)聚集狀態(tài)。此外,XRD測(cè)定結(jié)果表明,在2θ=7.1°,9.9°,13.9°,15. 6°處出現(xiàn)了明顯的IRMOF-3晶體特征衍射峰(圖2),分別對(duì)應(yīng)其(200)、(220)、(400)和(420)晶面[11],證實(shí)了IRMOF-3晶體的成功合成;圖1(b)為IRMOF-3@PAA復(fù)合材料的透射電鏡圖,從圖中可以看出,經(jīng)過(guò)PAA處理后,若干IRMOF-3晶體被PAA包覆, IRMOF-3@PAA復(fù)合材料呈現(xiàn)單分散狀態(tài),且每個(gè)分散單元尺寸約為200 nm左右。

        圖1 (a) IRMOF-3的掃描電鏡圖和(b) IRMOF-3@PAA的透射電鏡圖

        圖2 IRMOF-3的XRD圖譜

        2.2 IRMOF-3@PAA改性PVDF膜的親水性測(cè)試

        提高PVDF膜表面的親水性是提高界面聚合反應(yīng)聚酰胺分離層的均勻及致密程度的有效途徑。為了證實(shí)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料對(duì)PVDF膜表面親水性的影響,對(duì)PVDF基膜及IRMOF-3@PAA改性PVDF膜的水接觸角進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果如圖3所示。PVDF基膜(M0)的水接觸角為71.55°,其表面相對(duì)較為疏水[14]。當(dāng)采用IRMOF-3@PAA對(duì)PVDF膜表面進(jìn)行改性后,IRMOF-3@PAA/PVDF膜的親水性顯著提升,MIRMOF-3-0.01、MIRMOF-3-0.02、MIRMOF-3-0.03膜的水接觸角分別下降至40.73°、23.43°和26.2°。由此可知,通過(guò)適量IRMOF-3@PAA對(duì)PVDF膜的改性,可以顯著提高PVDF膜表面的親水性。

        圖3 IRMOF-3@PAA改性PVDF膜的水接觸角測(cè)試結(jié)果

        2.3 復(fù)合納濾膜的表征

        2.3.1 復(fù)合納濾膜的紅外光譜分析

        PVDF基膜及復(fù)合納濾膜的傅里葉紅外光譜測(cè)試結(jié)果如圖4所示。PVDF基膜(M0)和復(fù)合納濾膜都表現(xiàn)出了PVDF膜的特征吸收峰,其中包括:1 402 cm-1對(duì)應(yīng)的C-H面內(nèi)彎曲振動(dòng),1 169和1 070 cm-1處對(duì)應(yīng)的C—F和C—C骨架的伸縮振動(dòng)以及879和829 cm-1處的C—H面外彎曲振動(dòng)[15]。此外,所有復(fù)合納濾膜的紅外光譜圖都顯現(xiàn)出了聚酰胺的特征吸收峰,即1 610、1 543及1 493 cm-1處對(duì)應(yīng)的聚酰胺結(jié)構(gòu)中的CO振動(dòng)及C—N的振動(dòng)[16],再次證實(shí)了聚酰胺層在PVDF基膜表面的生長(zhǎng);與此同時(shí),由于聚酰胺分離層的覆蓋,原有的PVDF基膜的特征吸收峰強(qiáng)度均有所下降。

        圖4 PVDF基膜及復(fù)合納濾膜的紅外光譜圖

        2.3.2 膜的上表面及斷面掃描電鏡表征分析

        圖5為不同放大倍數(shù)下復(fù)合納濾膜的表面掃描電鏡圖。如圖5(a)所示,MN膜表面隨機(jī)分布尺寸大小不同的暗色圓斑(如圖5(a)白色圓圈所示),將掃描電鏡圖像進(jìn)一步放大后可以發(fā)現(xiàn),圓斑交界處存在明顯的分界線(如圖5(a′)中的白線所示),且分界線兩側(cè)膜表面形貌存在顯著差異,即淺色區(qū)域膜表面呈現(xiàn)出典型的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[17],但其結(jié)構(gòu)極為疏松,深色區(qū)域呈現(xiàn)為凹凸不平的膜面結(jié)構(gòu),沒(méi)有結(jié)節(jié)狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分布。上述結(jié)果表明,在未經(jīng)親水改性的PVDF膜表面直接進(jìn)行界面聚合反應(yīng),聚酰胺層生長(zhǎng)不均勻,存在明顯缺陷,不利于納濾膜脫鹽性能的提升。圖5(b)-(c),(d)為MN-0.01,MN-0.02,MN-0.03復(fù)合納濾膜的掃描電鏡圖。從圖中可以看出,PVDF基膜表面經(jīng)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料改性后,所制備的復(fù)合納濾膜表面更加均勻,無(wú)明顯缺陷。如圖5(b′)-(d′)所示,MN-0.01,MN-0.02,MN-0.03復(fù)合納濾膜表面呈現(xiàn)出更為致密和均勻的結(jié)節(jié)狀聚酰胺結(jié)構(gòu),說(shuō)明通過(guò)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料對(duì)PVDF基膜表面的親水改性,可以提高膜表面的潤(rùn)濕性,促進(jìn)聚酰胺層在膜表面的均勻和連續(xù)生長(zhǎng)。相比于MN-0.01和MN-0.03膜,MN-0.02復(fù)合納濾膜表面結(jié)構(gòu)略顯疏松,結(jié)節(jié)結(jié)構(gòu)更大而鋪展,說(shuō)明IRMOF-3@PAA復(fù)合材料的添加量不同,會(huì)對(duì)聚酰胺表層的微觀結(jié)構(gòu)及形貌產(chǎn)生一定影響。

        圖6為復(fù)合納濾膜的斷面掃描電鏡圖。從圖中可以看出,所有復(fù)合納濾膜表面均生長(zhǎng)有聚酰胺分離層,且隨著IRMOF-3@PAA復(fù)合材料添加量的增加,復(fù)合納濾膜聚酰胺分離層的厚度也明顯提升。如圖6中白色指示線所示,MN膜的聚酰胺層厚度約為379 nm,隨著IRMOF-3@PAA復(fù)合材料含量添加,MN-0.01,MN-0.02,MN-0.03復(fù)合納濾膜聚酰胺層厚度分別達(dá)到551、685和883 nm。由此可知,通過(guò)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料對(duì)PVDF基膜的親水改性,不僅促進(jìn)了聚酰胺在膜表面的均勻分布,同時(shí)也增加了聚酰胺分離層的厚度。

        圖6 復(fù)合納濾膜斷面掃描電鏡圖

        2.3.3 復(fù)合納濾膜表面粗糙度分析

        為了展現(xiàn)復(fù)合納濾膜表層結(jié)構(gòu)的三維形態(tài),對(duì)MN,MN-0.01,MN-0.02,MN-0.03復(fù)合納濾膜進(jìn)行了原子力顯微鏡表征,其掃描圖像如圖7所示。圖中高亮及陰暗部分分別代表膜表面凸起(峰)及凹陷(谷)的形貌,峰谷間的高度差即表征膜表面粗糙程度[18]。復(fù)合納濾膜的粗糙度參數(shù)(平均粗糙度Ra、均方根粗糙度Rq、最大高度差Rmax)列于表1。經(jīng)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),MN-0.01,MN-0.02和MN-0.03膜的粗糙度均明顯高于MN膜,且MN-0.03膜的平均粗糙度和均方根粗糙度高于MN-0.01和MN-0.02膜,說(shuō)明通過(guò)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料的表面改性,雖然增加了PVDF膜的親水性,形成了更加均勻和致密的聚酰胺分離層,但同時(shí)也增加了復(fù)合納濾膜表面的粗糙度,可能會(huì)對(duì)復(fù)合納濾膜的親水性產(chǎn)生不利影響。

        圖7 復(fù)合納濾膜的原子力顯微鏡圖像

        表1 復(fù)合納濾膜的表面粗糙度參數(shù)

        2.3.4 復(fù)合納濾膜的親水性測(cè)試

        如前所述,經(jīng)過(guò)IRMOF-3@PAA改性后,IRMOF-3@PAA/PVDF膜的親水性得到了顯著提升。然而,經(jīng)過(guò)界面聚合反應(yīng)后,MN-0.01、MN-0.02、MN-0.03復(fù)合納濾膜的水接觸角分別達(dá)到124.1°、124.5°和120.3°,比MN的水接觸角(106.1°)有所增大(圖8)。上述結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)界面聚合反應(yīng),復(fù)合納濾膜結(jié)構(gòu)中的親水性IRMOF-3@PAA亞層得到有效覆蓋,膜的親水性由表層的聚酰胺分離層所決定。因此,MN-0.01、MN-0.02、MN-0.03復(fù)合納濾膜親水性的下降主要?dú)w因于膜表面粗糙度的提升[19]。

        圖8 復(fù)合納濾膜的水接觸角測(cè)試結(jié)果

        2.3.5 復(fù)合納濾膜的Zeta電位分析

        為了研究納濾膜的表面電荷性,在pH值=6~8范圍內(nèi)進(jìn)行了Zeta電位測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如圖9所示。如圖所示,MN納濾膜的表面帶有負(fù)電荷,這與文獻(xiàn)報(bào)道的聚酰胺納濾膜荷電性質(zhì)相一致[20],于此同時(shí),經(jīng)過(guò)IRMOF-3@PAA改性的復(fù)合納濾膜MN-0.01,MN-0.02和MN-0.03膜表面也呈現(xiàn)為荷負(fù)電。在pH值=6~8的條件下,MN膜以及MN-0.01,MN-0.02和MN-0.03膜表面Zeta電位均介于-15~-20 mV之間,進(jìn)一步證明IRMOF-3@PAA亞層已被聚酰胺覆蓋,IRMOF-3@PAA亞層對(duì)復(fù)合納濾膜表面的荷電特性沒(méi)有顯著的影響。

        圖9 復(fù)合納濾膜的Zeta電位

        2.4 復(fù)合納濾膜的性能測(cè)試

        2.4.1 復(fù)合納濾膜的純水通量測(cè)試

        采用錯(cuò)流模式對(duì)復(fù)合納濾膜的純水通量進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如圖10所示。由于膜表面聚酰胺分離層更厚而致密,MN-0.01及MN-0.03膜的純水通量分別為4.20和6.80 L/(m2·h),顯著低于MN膜的純水通量13.08 L/(m2·h)。值得注意的是,雖然MN-0.01、MN-0.02及MN-0.03膜具有相似的親水性,且MN-0.02膜的分離層厚度介于MN-0.01及MN-0.03膜之間,但MN-0.02膜具有最高的純水通量,達(dá)到17.95 L/(m2·h),說(shuō)明MN-0.02膜表層更為鋪展的葉片狀結(jié)構(gòu)有利于提高納濾膜的純水通量。

        圖10 復(fù)合納濾膜的純水通量

        2.4.2 復(fù)合納濾膜的脫鹽性能

        選取了典型的一價(jià)及二價(jià)離子,考察了復(fù)合納濾膜對(duì)MgSO4、Na2SO4、MgCl2、NaCl 4種鹽溶液的截留性能,結(jié)果如圖11所示。由于MN膜表面聚酰胺分離層結(jié)構(gòu)不均勻,其對(duì)4種鹽的脫鹽率均低于40 %,其中對(duì)MgSO4的截留率最高,為39.88%,對(duì)NaCl的截留率最低只有21.69 %。經(jīng)過(guò)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料改性后,MN-0.01、MN-0.02及MN-0.03膜對(duì)4種鹽的脫除率均高于MN膜。納濾膜的脫鹽性能主要取決于與空間位阻效應(yīng)和表面荷電效應(yīng)。由Zeta電位測(cè)試結(jié)果可知,MN膜與MN-0.01、MN-0.02及MN-0.03膜的荷電性并無(wú)顯著差異。因此,脫鹽率的提升主要取決于聚酰胺分離層的均勻性和致密程度。如圖11所示,MN-0.01、MN-0.02及MN-0.03膜的脫鹽性能均高于MN膜,再次印證IRMOF-3@PAA復(fù)合材料促進(jìn)了聚酰胺分離層的均勻生長(zhǎng)。由于MN-0.01、MN-0.02及MN-0.03膜均呈荷負(fù)電性,其對(duì)硫酸鹽(MgSO4、Na2SO4)的截留率均顯著高于相應(yīng)的氯鹽(MgCl2、NaCl)。由于Mg2+的水合半徑(0.428 nm)大于Na+的水合半徑(0.358 nm)[21],MN-0.01、MN-0.02及MN-0.03膜對(duì)MgSO4的截留率均高于Na2SO4,分別達(dá)到97.76%、93.20%、96.08%。隨著聚酰胺分離層厚度的逐漸增加,MN-0.01、MN-0.02及MN-0.03膜對(duì)Na2SO4的截留率從MN-0.01的49.33%逐漸增加到MN-0.03的94.16%,空間位阻效應(yīng)增強(qiáng)。

        圖11 復(fù)合納濾膜的脫鹽率

        3 結(jié) 論

        采用相轉(zhuǎn)化法制備了PVDF基膜并將IRMOF-3@PAA復(fù)合材料負(fù)載于PVDF基膜以實(shí)現(xiàn)親水改性,最終通過(guò)界面聚合方法成功制備了IRMOF-3@PAA/PVDF復(fù)合納濾膜。采用FT-IR 、SEM和AFM等手段對(duì)IRMOF-3@PAA改性PVDF膜以及復(fù)合納濾膜的表面基團(tuán)及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,采用靜態(tài)水接觸角和Zeta電位對(duì)膜的親水性及荷電性能進(jìn)行了測(cè)試,并考察了IRMOF-3@PAA復(fù)合材料的改性對(duì)IRMOF-3@PAA/PVDF復(fù)合納濾膜純水通量及脫鹽性能的影響。

        (1)通過(guò)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料對(duì)PVDF膜的改性,有效提高了PVDF支撐膜親水性,水接觸角從原始PVDF膜的71.55°顯著降低至IRMOF-3@PAA改性PVDF膜的23.43°,良好的親水性更利于聚酰胺分離層的生長(zhǎng)。

        (2)經(jīng)過(guò)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料改性后,IRMOF-3@PAA/PVDF復(fù)合納濾膜具備典型的聚酰胺結(jié)節(jié)狀結(jié)構(gòu),且分離層結(jié)構(gòu)更為均勻、致密和完整;分離層的厚度隨著IRMOF-3@PAA添加量的增加而提升,膜表面的粗糙度及疏水性較未經(jīng)改性的復(fù)合納濾膜稍有提升。

        (3)經(jīng)過(guò)IRMOF-3@PAA復(fù)合材料改性后,復(fù)合納濾膜的荷電性未發(fā)生顯著改變,但I(xiàn)RMOF-3@PAA/PVDF復(fù)合納濾膜的脫鹽性能顯著提升,3種改性復(fù)合納濾膜均可以對(duì)MgSO4達(dá)到93%以上的截留率,隨著聚酰胺分離層的厚度的提升,復(fù)合納濾膜對(duì)Na2SO4脫除率逐漸增加,最高可達(dá)到94.16%。

        猜你喜歡
        基膜聚酰胺純水
        芒果核淀粉基膜的性能分析
        包裝工程(2022年5期)2022-03-21 08:44:34
        硅基膜材緩控釋肥在紅壤中的氮素釋放特征研究
        C32空氣開(kāi)關(guān)外殼用聚酰胺66原料的研發(fā)
        基膜改性對(duì)制備的復(fù)合膜性能影響研究
        云南化工(2020年4期)2020-02-22 04:44:23
        純水體系下水合物的生成及堵塞實(shí)驗(yàn)研究
        不做生命的純水
        北方人(2018年16期)2018-08-20 06:01:22
        生物基聚酰胺“泰綸”吸濕排汗、本質(zhì)阻燃
        純水就好
        愛(ài)你(2016年4期)2016-12-06 05:15:27
        聚酰胺12非等溫?zé)岱纸鈩?dòng)力學(xué)研究
        聚酰胺12制品3D打印成型力學(xué)性能研究
        日日噜噜夜夜久久密挑| 亚洲人成亚洲精品| 草莓视频一区二区精品| 日本一区二区三本视频在线观看| 日韩精品中文字幕第二页 | 人妻av一区二区三区精品| 亚洲AV无码AV色| 亚洲天堂av黄色在线观看| 在线亚洲高清揄拍自拍一品区 | 日韩人妻不卡一区二区三区| 欧美最猛性xxxxx免费| 日韩欧美亚洲中字幕在线播放| 伊人久久大香线蕉综合av| 精品亚洲国产成人av色哟哟| 久久综合国产乱子伦精品免费| 曰韩精品无码一区二区三区| 精品国产车一区二区三区| 激情人妻另类人妻伦| 思思久久96热在精品国产| 波多野结衣一区二区三区视频| 国产av一区二区日夜精品剧情 | 国产v片在线播放免费无码| 老少交欧美另类| 欧美亚洲另类 丝袜综合网| 亚洲精品中文字幕导航| 日韩精品久久久久久久电影蜜臀| 精品国产一区二区三区19| 女优视频一区二区三区在线观看 | 国产99久久久国产精品~~牛 | 国产精品一区二区韩国AV| 亚洲国产中文字幕九色| 国产亚州精品女人久久久久久 | 国产91吞精一区二区三区| 亚洲一区二区三区免费av| 亚洲av无码一区二区一二区| 两个人看的www高清视频中文| 久久精品日本美女视频| 亚洲色图三级在线观看| 怡红院免费的全部视频| 国产性一交一乱一伦一色一情| 成av人片一区二区久久|