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反渗透复合膜研发方向

[导读]通过多元胺和多元酰氯的界面聚合制备反渗透 复合膜是复合膜制备方法的一个里程碑

通过多元胺和多元酰氯的界面聚合制备反渗透 复合膜是复合膜制备方法的一个里程碑。虽然聚酰 胺反渗透复合膜的脱盐率高、通量大、操作压力低, 有很好的机械稳定性、热稳定性、化学稳定性及水解 稳定性,但不耐游离氯,抗结垢和耐污染性差。近年 来,通过开发新型制膜材料和膜材料改性等方法来 提高聚酰胺反渗透膜的抗氧化和耐污染能力,是膜 材料领域的研究热点之一1 新型反渗透复合膜关键功能材料的设计与制备 ( 1)以提高反渗透复合膜脱盐率为目标的新型 海水淡化膜材料和功能单体的制备及性能研究。通 过在脱盐层材料中引入能与水分子形成氢键的功能 基团,在脱盐层表面形成一水分子富集层,从而提高 膜脱盐率。 ( 2)以提高水通量为目标的新型海水淡化膜材 料和功能单体的制备及性能研究。通过在功能膜材 料中引入可促进溶剂(水)传输的亲水基团,提高膜 的水通量,以达到提高效率、节约能源的目的。 ( 3)以提高反渗透复合膜抗污染性能为目标的 新型海水淡化膜材料和功能单体的制备及性能研 究。通过在功能膜材料中引入特殊功能基团,提高 复合膜表面的亲水性,使复合膜表面呈弱负电性或 电中性,显著减轻有机物、胶体及金属离子等对膜的 污染。 ( 4)以提高耐氧化(即耐氯性)为目标的新型海 水淡化膜材料和功能单体的研究。基于对膜氧化和 水解的机理分析(如图 10 所示) ,通过在功能膜材料 中引入磺酸基、甲基等基团,提高反渗透膜的耐氯性 和抗氧化性能。

2 功能单体的结构与膜性能关系的研究 虽然科学家们在如何选择膜材料方面提出了一 些可供参考的依据,但还没有建立多元胺和多元酰 氯功能单体化学结构与聚酰胺反渗透复合膜的透过 性、截留性、耐氯性和耐污染性之间的定量关系。建 立功能单体结构与界面聚合后功能膜材料性能、膜 性能之间的关系,进而指导新型功能单体的结构设 计是今后的研发方向之一。

3 界面聚合机理的探索 结合反渗透复合膜制膜过程,从多元胺和多元酰氯功能单体在油水两相中的分配和扩散,以及多 官能团缩聚反应的凝胶化理论等角度探索界面聚合 反应的机理,从而指导界面聚合反应,实现膜性能的 最优化也是今后的研发方向之一。


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