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魯東環保今日為您淺析反滲透膜的制備技術

發布日期:2020-10-20 13:51:43

反滲透膜主要分兩大類:一類是醋酸纖維素膜,如常用的醋酸纖維素-三醋酸纖維素共混不對稱膜以及醋酸纖維素中空纖維膜;另一類是芳香族聚酰胺膜,如常用的芳香族聚酰胺復合膜和芳香族聚酰胺中空纖維膜。以上兩種膜一般皆為不對稱膜,其中復合膜是不對稱膜中的一種。 

在海水淡化領域,第一張反滲透膜的制備是通過溶液相轉化法制得的不對稱 CA 膜。不對稱膜的出現,不僅使致密層呈數量級的變薄,而且其傳遞速度也急劇增加其制備過程大體包含四個主要步驟: 

(1)  配制含有聚合物-溶劑-添加劑的制膜液; 

(2)  將此制膜液展成一薄的液層,并讓其中的溶劑揮發一段時間; 

(3)  將揮發后的液層進入非溶劑的凝膠浴中,使之凝膠成聚合物的固態膜;

(4)  將凝膠的膜進行熱處理或壓力處理,改變膜孔徑,使之具有所需的性能早期制備反滲透復合膜的方法很多,包括水面形成法,稀溶液拉出法,稀溶液涂布法,就地聚合法以及等離子聚合法等。目前應用較廣的界面聚合法是從以上方法發展而來的。

上世紀六十年代,Fanci 首次提出了反滲透復合膜的概念及制備方法(P SFancis, 1966)。它采用較疏松的醋酸纖維素膜作多孔支撐層,超薄復合層通過水面形成法制備,然后再將超薄復合層碾壓覆蓋在多孔支撐層上,這樣制出的復合膜在水通量和NaCl截留率方面都比不對稱醋酸纖維素膜要有很大提高。但這種方法難以實現大規模生產。

Riley 等對這種復合方法進行了改進,他們先在疏松的醋酸纖維素膜上涂一層聚丙烯酸,然后在聚丙烯酸上浸涂三醋酸纖維素的氯仿溶液,溶劑揮發后形成超薄復合層:聚丙烯酸在用鹽水測試膜性能時,溶于水中,從多孔支撐層滲出,從而形成反滲透復合膜。這種方法后來被非纖維素類復合膜取代(R I, Riley,1971)。1972 年 Cadotte 等用界面聚合法制出第一張聚酰胺反滲透復合膜。先將聚砜多孔膜浸入多元胺的水溶液,瀝干后,再浸入多元酰氯中取出,烘干得到反滲透復合膜。這種復合膜與以前的分滲透膜相比,操作壓力大幅度降低,水通量和氯化鈉截留率都有較大程度的提高。從而使得反滲透技術進入了一個高速發展的時期。 

界面聚合法制備反滲透復合膜是將支撐體(通常是超濾膜)浸入含有活潑單體(多元胺)的水溶液中,然后將此膜進入另一個含有活潑單體(多元酰氯)的有機溶劑中,多元胺和多元酰氯反應在支撐表面形成酰胺皮層,最后進行后處理得到。

反滲透膜的運行機理也正是這些可能模型而不是簡單的機械篩分,使得反滲透膜有非常高的脫鹽性能,它對一般離子的脫除率可達 99%以上,同時可以去除全部的有機物膠體、細菌和病毒。 

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