靜電紡絲復(fù)合反滲透膜的改性制備與脫鹽性能分析

徐進(jìn) 吳澤鵬(杭州上拓環(huán)境科技股份有限公司, 浙江 杭州 311121)

靜電紡絲復(fù)合反滲透膜的改性制備與脫鹽性能分析

徐進(jìn) 吳澤鵬(杭州上拓環(huán)境科技股份有限公司, 浙江 杭州 311121)

利用靜電紡絲復(fù)合反滲透膜在無紡布制備上進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)根據(jù)交聯(lián)殼聚糖性能對(duì)靜電紡絲復(fù)合反滲透膜在脫鹽性能上進(jìn)行應(yīng)用，形成納米纖維復(fù)合膜。同時(shí)利用間苯二胺和均苯三甲酰胺作為靜電紡絲復(fù)合反滲透膜的復(fù)合單體。根據(jù)界面聚合法在納米纖維復(fù)合膜上進(jìn)行反滲透的實(shí)驗(yàn)，聚酰胺表面結(jié)構(gòu)在形態(tài)、親水性、分離效果上都會(huì)對(duì)溶液中的陰離子活性進(jìn)行影響。同時(shí)十二烷基苯磺酸鈉的含量會(huì)對(duì)靜電紡絲復(fù)合反滲透膜結(jié)構(gòu)和性能都將產(chǎn)生影響。靜電紡絲復(fù)合反滲透膜在結(jié)構(gòu)均勻性和親水效果上會(huì)隨著十二烷基苯磺酸鈉的增加使脫鹽率也會(huì)發(fā)生先大后小的變化。本文對(duì)靜電紡絲復(fù)合反滲透膜的改性制備與脫鹽性能進(jìn)行分析。

靜電紡絲復(fù)合反滲透膜；改性制備；脫鹽性能

0 引言

淡水資源緊缺已經(jīng)成為影響社會(huì)發(fā)展的重要問題。海水淡化是獲取到水資源的重要方式。但是由于技術(shù)條件、設(shè)備等方面存在的緊缺性，嚴(yán)重的制約水資源的獲取。靜電紡絲復(fù)合反滲透膜在海水淡化中應(yīng)用較為廣泛，并且脫鹽率相對(duì)較高，水質(zhì)較好，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，易于控制。已經(jīng)成為海水淡化的主要研究方向。靜電紡絲復(fù)合反滲透膜能夠在海水滲透壓力下保證水分子能夠透過膜，并且去除其中的雜質(zhì)和較高的脫鹽率。靜電紡絲復(fù)合反滲透膜常見的制備在材料應(yīng)用上具有孔隙率相對(duì)較低，并且傳質(zhì)阻力相對(duì)較大?，F(xiàn)階段在保證通量基礎(chǔ)上會(huì)增大能源的耗費(fèi)。因此要對(duì)靜電紡絲復(fù)合反滲透膜進(jìn)行深入性的研究。

1 靜電紡絲復(fù)合反滲透膜性能效果分析

靜電紡絲復(fù)合反滲透膜是一種應(yīng)用操作較為簡(jiǎn)單，并且能夠連續(xù)制備的全新型納米纖維技術(shù)。傳統(tǒng)的膜材料纖維較粗，表面積較小不適合海水淡化的應(yīng)用。靜電紡絲復(fù)合反滲透膜整體纖維直細(xì)、孔隙率高、結(jié)構(gòu)貫通、表面積大、阻力較小等特點(diǎn)較為明顯。在海水淡化、廢水處理、清潔過濾等方面領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用發(fā)展空間。海水淡化中靜電紡絲復(fù)合反滲透膜較高的孔隙率能夠更好地處理脫鹽，并且不會(huì)受到海水壓力的影響達(dá)到較高的通量，能夠更多的節(jié)省能源，并且持續(xù)提升脫鹽效果。靜電紡絲復(fù)合反滲透膜改性制備主要采用界面聚合方式，通過復(fù)合反滲透膜的應(yīng)用更好地提升靜電紡絲復(fù)合反滲透膜的單體活性，并且在不影響相容性的基礎(chǔ)上提升聚合反應(yīng)。在多孔支撐體上會(huì)根據(jù)脫鹽效果形成較為嚴(yán)密的薄性致密層。靜電紡絲復(fù)合反滲透膜在底層是靜電紡絲PET納米纖維基底膜，上部是殼聚糖涂覆層，在最上面的聚酰胺分離層。三部分構(gòu)成靜電紡絲復(fù)合反滲透膜主體。能夠更好地過濾水中的微生物、膠體、鹽類等雜質(zhì)。靜電紡絲復(fù)合反滲透膜在界面聚合的過程中間苯二胺會(huì)在表面形成較為均勻的聚酰胺膜。因此，要在靜電紡絲復(fù)合反滲透膜表面加入一定的活性劑這樣能夠使聚酰胺膜更加的穩(wěn)定并且不會(huì)影響到靜電紡絲復(fù)合反滲透膜的脫鹽效果。因此，在靜電紡絲復(fù)合反滲透膜中的表面可以添加十二烷基苯磺酸鈉，觀察十二烷基苯磺酸鈉含量對(duì)靜電紡絲復(fù)合反滲透膜的影響，這樣能夠設(shè)計(jì)出具有更高脫鹽效果的靜電紡絲復(fù)合反滲透膜。

2 靜電紡絲復(fù)合反滲透膜改性制備過程

2.1 殼聚糖的涂覆

將醋酸混合溶液澆在熱壓過的靜電紡絲納米纖維基底中，使醋酸混合溶液能夠滲透到纖維的縫隙中。在相同濃度的溶液中加入戊二醛，并且要放置20min左右。在將纖維基底浸入到溶液中。在靜電紡絲復(fù)合反滲透膜上涂覆溶液，涂覆之后應(yīng)用勻膠機(jī)將表面多余溶液剔除。在隔絕空氣12h之后，這樣殼聚糖能夠完全的涂覆到靜電紡絲復(fù)合反滲透膜中。同時(shí)在利用離子水進(jìn)行清洗。殼聚糖涂覆主要是針對(duì)靜電紡絲復(fù)合反滲透膜孔隙較大的緣故，這樣能夠在界面直接的進(jìn)行聚合，避免發(fā)生較大的水滲透。同時(shí)能夠保證膜表面不會(huì)留存較多的溶液。殼聚糖涂覆能夠使靜電紡絲復(fù)合反滲透膜表面形成較薄的親水性涂層，有助于界面完全聚合。

2.2 納米纖維基底測(cè)試

靜電紡絲復(fù)合反滲透膜要通過納米基底熱壓，這樣能夠使靜電紡絲復(fù)合反滲透膜不會(huì)產(chǎn)生較為明顯的串珠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使纖維表面更為平滑，均勻性效果明顯。在沒有經(jīng)過熱壓處理的靜電紡絲復(fù)合反滲透膜纖維會(huì)呈現(xiàn)圓柱形，同時(shí)靜電紡絲復(fù)合反滲透膜纖維很容易脫落，經(jīng)過熱壓處理之后，纖維會(huì)壓扁，厚度會(huì)降低，這樣能夠使靜電紡絲復(fù)合反滲透膜更加的耐用。通過對(duì)熱壓之后的靜電紡絲復(fù)合反滲透膜納米纖維進(jìn)行掃描分析，不同區(qū)域的納米纖維更加直細(xì)，適合作為基底膜應(yīng)用。由于電壓不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致靜電紡絲復(fù)合反滲透膜在電場(chǎng)力的作用張力產(chǎn)生較為明顯的波動(dòng)。因此要在穩(wěn)定電場(chǎng)力下保證纖維分配的均勻性。這樣能夠更好地預(yù)防纖維波動(dòng)，不會(huì)對(duì)基底膜的支撐效果產(chǎn)生影響。十二烷基苯磺酸鈉含量對(duì)靜電紡絲復(fù)合反滲透膜的纖維形態(tài)也具有影響。通過液氮處理之后的靜電紡絲復(fù)合反滲透膜更加易斷。十二烷基苯磺酸鈉含量為0時(shí)，靜電紡絲復(fù)合反滲透膜表面為呈現(xiàn)無規(guī)則山脊山谷結(jié)構(gòu)。這主要是由于沒有活性劑的影響，導(dǎo)致殼聚糖表面分布不均。但是隨著十二烷基苯磺酸鈉含量增加，靜電紡絲復(fù)合反滲透膜表面會(huì)更加的均勻密集。

3 結(jié)語

對(duì)靜電紡絲復(fù)合反滲透膜的改性制備與脫鹽性能的分析，要在制備以及脫鹽性能上結(jié)合復(fù)合反滲透膜。通過不同的方式對(duì)復(fù)合反滲透膜表面均勻性進(jìn)行考察，保證反滲透膜的脫鹽率。不同的情況下十二烷基苯磺酸鈉數(shù)量會(huì)使反滲透膜在脫鹽率上呈現(xiàn)先增大后降低的情況，規(guī)律性的變化是反滲透膜脫鹽率的主要特點(diǎn)。