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我国纳滤膜研制及应用技术进展

来源:印染在线 发布时间:2010年02月09日

引言纳滤技术介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在200~1000范围,孔径为几纳米,其分离对象的粒径为约1nm。纳滤膜有着很多显著的优点,例如操作压力低,通量高,对离子形式的盐和一些有机分子的高效去除能力,而设备投资和运行保养的费用却很低。正是因为这些优点,纳滤技术在世界范围内的各个领域被越来越多的应用。纳滤膜出现在上世纪八十年代,1993年,高从堦院士在国内首次提出纳滤膜概念,近年来,纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点,并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。

1 纳滤膜的研制1.1 醋酸纤维素类纳滤膜 周金盛等人应用相转化法制备了醋酸纤维素(CA)-三醋酸纤维素(CTA)不对称纳滤膜。针对CA/CTA比,混合溶剂比例,添加剂和制膜条件等因素对膜性能的影响进行了研究。所制得的膜在操作压力1MPa和进水温度5~25℃条件下,对1000mg/L的NaCl水溶液脱盐率达到了15~60%,而对1000mg/Na2SO4水溶液脱盐率为85~98%。刘玉荣等人对醋酸纤维纳滤膜连续成膜工艺进行了研究,确定了连续制备醋酸纤维纳滤膜的工艺条件。在机制膜制备中,材料的毛疵点可能导致膜面的疵点和缺陷。而材料表面的微细的软毛,则有利于铸膜液与增强材料的结合,使膜不宜从增强材料上剥离。醋酸纤维类纳滤膜是早期在膜市场投入生产的产品,但使纳滤膜大量应用于生产实践当中并迅速发展的,是复合型纳滤膜的出现。1.2 复合纳滤膜 1993年,高从堦在国内首先采用界面缩聚法制备芳香族聚酰胺复合纳滤膜(PA类纳滤膜)的是,并指出该膜对MgSO4的脱盐率优于NaCl,可用于水质的软化。岑美柱和章勤等人采用高取代度氰乙基纤维素与二醋酸纤维素共混为膜材料,丙酮、二氧六环混合溶剂,以有机醇为主、加入适量其他添加剂为致孔剂,通过冰水凝胶浴干湿法纺丝,制得性能良好的中空纤维纳滤膜,该膜在给水质量浓

度1800mg/L、操作压力为0.6MPa、水温25℃条件下,对二价盐CaCl2、一价盐NaCl的水溶液的脱盐率分别大于90%和小于60%,水通量均大于3.5mL/(cm2·h)。于品早以聚偏氟乙酸(PVDF)为第二组分聚合物与三醋酸纤维素(CTA)共混,通过冻胶法纺丝工艺制备成中空纤维纳滤膜。研究了固含量,纺丝工艺和后处理条件对膜性能的影响,并测试了不同操作条件下的模性能,取得了满意的结果。1.3 荷电纳滤膜1.3.1 荷负电纳滤膜 鲁学仁以丙烯酸-丙烯腈共聚物为荷电材料,以聚砜酰胺(PSA)为基膜研制了荷负电的纳滤膜。对共聚物的合成,荷电剂浓度,反应温度和反应时间等制膜条件进行了系统试验。同时还研究了荷电膜离子交换容量与膜性能的关系。制得的膜在0.6MPa下,对自来水脱盐率为40~50%,水通量为5~10mL/(cm 2·h),IEC为6.0×10-4~8.0×10-4meq/cm2。

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