论文部分内容阅读
以提高复合膜结构稳定性和分离性能为目标，将表面偏析技术和相转化方法用于复合膜基膜亲水表面的构建；将天然粘合剂瓜尔豆胶和合成粘合剂聚卡波非粘合剂引入复合膜，制备出具有高稳定性和高分离性能乙醇水分离复合膜。利用表面偏析方法和相转化过程构建了亲水表面磺化聚醚砜（SPES）-聚醚砜（PES）基膜，将壳聚糖（CS）涂覆于基膜之上制备了CS/SPES-PES复合膜。X-射线光电子能谱（XPS）和接触角表征发现SPES经过表面偏析在基膜表面富集。T-型剥离数据显示基膜亲水改性后和分离层的界面粘合强度较改性前提高近5倍。SPES磺化时间为3h，基膜中含量为40wt.%，CS交联时间为6h，原料液流量为60L h-1，下游侧压力为0.33kPa，在353K温度下渗透蒸发分离水含量为10wt.%的乙醇水溶液，CS（6）/SPES（40-3）-PES复合膜的渗透通量为1394g m-2h-1，对应分离因子为376。对CS/SPES-PES复合膜进行了长期稳定性实验表明基膜亲水表面的构建增强了复合膜的结构稳定性与性能稳定性。利用天然粘合剂瓜尔豆胶（GG）在天然胶中粘度最大和合成粘合剂聚卡波非（PCP）聚阴离子聚合物的特性，分别将GG和PCP作为过渡粘合层引入壳聚糖/聚丙烯腈（CS/PAN）复合膜中，制备了CS/GG/PAN、CS/PCP/PAN复合膜。高倍电镜显示GG、PCP层厚度约为30-50nm，接触角显示GG、PCP起到过渡作用，增强界面的相容性。T-型剥离数据显示引入GG、PCP过渡粘合层后界面粘合强度较未引入时分别提高约1.25、1.5倍，尤其在载荷初期，较未引入粘合层的复合膜展现了良好的抗剥离性能。GG浓度为1wt.%，原料液流量为60L h-1，下游侧压力为0.33kPa，在353K温度下渗透蒸发分离水含量为10wt.%的乙醇水溶液，CS/GG（1wt.%）/PAN复合膜的渗透通量为1011g m-2h-1，对应分离因子为1775；PCP浓度为0.05wt.%时，在同等操作条件下，CS/PCP（0.05wt.%）/PAN复合膜的通量为1390g m-2h-1，对应分离因子为1279，对CS/GG（1wt.%）/PAN、CS/PCP（0.05wt.%）/PAN复合膜进行了长期稳定性实验表明粘合层的引入增强了复合膜的结构稳定性与性能稳定性。