论文部分内容阅读
反渗透膜技术作为一种重要的膜分离技术已广泛应用于海水淡化和苦咸水脱盐领域,然而聚酰胺膜对活性氯的敏感性严重制约了反渗透膜技术的进一步发展应用。本文首先探讨聚酰胺膜与活性氯的作用机理,然后采用卤胺前体ADMH对聚酰胺膜进行接枝改性,希望改善聚酰胺膜的耐氯性能。本文通过考察聚酰胺膜与不同pH值、不同浓度的NaClO溶液的相互作用,推断了聚酰胺膜与活性氯的作用机理,即(1)当HClO为活性氯的主要成分时,发生酰胺键的氯化,膜内氢键被破坏,膜结构也遭到一定程度的破坏;(2)当ClO-为活性氯的主要成分时,膜结构未发生改变,ClO-在膜面上和膜孔内的吸附可能是导致膜性能变化的主要原因。此外,氯溶液的浓度及与聚酰胺膜的作用时间对聚酰胺膜的氯化降解有着重要影响。反渗透膜过程进水中难免存在一种或多种金属离子。本文考察了金属离子Fe3+、Fe2+和Al3+对聚酰胺膜与活性氯相互作用的影响,并对金属离子催化聚酰胺膜氯化降解的机理进行了较详细的讨论。结果表明,三种金属离子均对聚酰胺膜的氯化降解起着催化作用,且按照Al3+,Fe2+,Fe3+的顺序,催化作用增强。由于Fe3+可能形成具有强氧化能力的Fe8+,加速Cl+的生成,因此催化聚酰胺膜氯化降解的能力最强。本文初步考察了ADMH的制备条件及ADMH与聚酰胺膜的接枝反应条件。结果表明,随着反应时间延长,ADMH的产率不断增大;反应温度对ADMH的产率及晶形没有影响;综合考虑改性及氯化后膜通量和截留率的变化,本文选定的最优接枝反应条件为,热处理温度为60℃,ADMH浓度为1% (wt),AIBA含量为ADMH的0.5% (wt)。此外,本文还考察了当氯溶液中含有金属离子时,及聚酰胺膜长期与活性氯作用时,接枝ADMH后聚酰胺膜耐氯性能的变化。结果表明,以上两种情况下,经过ADMH接枝改性后的膜耐氯性均增强,且膜结构没有遭到严重破坏。此外,接枝改性后的膜抗菌性能也增强。本文还对接枝过程和接枝改性机理进行了初步探讨。