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学科主题: 物理化学
题名: 聚酰胺反渗透复合膜的表面改性及其耐污染、耐氯氧化研究
作者: 康国栋
答辩日期: 2008-05-14
导师: 曹义鸣
专业: 化学工程
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 发展反渗透技术对缓解我国淡水资源短缺问题有重要意义,但目前使用最广泛的聚酰胺反渗透复合膜易被污染、耐氯性差,严重制约了其推广应用。本论文将聚乙二醇衍生物引入反渗透膜的表面改性,以改善其耐污染性能;并系统考察了聚酰胺反渗透膜在次氯酸钠溶液中的氯氧化降解。 首先合成了含聚乙二醇侧链的亲水性梳状聚合物,并将其用于聚酰胺反渗透膜的物理涂层改性。结果表明,涂层提高了膜面的亲水性;表面电位更趋电中性;同时,涂敷的聚合物填充在膜面“峰-谷”结构的凹陷处,使其粗糙度大大降低,显著改善了膜的耐污染性能。 借助生物领域中聚合物刷抑制蛋白质吸附的概念,提出和发展了两种新型的化学接枝方法,即成品膜的碳二亚胺活化法和初生态膜的直接反应法,为聚酰胺反渗透膜的表面改性提供了新的思路。分别用ATR-FTIR、SEM及AFM等手段对接枝前后膜的表面性质进行了表征。结果显示聚乙二醇链被成功固定在反渗透膜的表面,亲水性和荷电性的改善使改性膜对阳离子表面活性剂、奶粉和单宁酸溶液显示了更好的耐污染性能。不过对抑制胶体污染没有取得预期效果。 通过考察反渗透膜在经历不同pH值的NaClO溶液浸泡处理时性能和化学结构的变化,对聚酰胺的氯氧化降解机理进行了深入研究。发现氯氧化过程中的N-氯代反应为可逆过程,在N-氯代产物发生分子间重排即苯环氯代反应之前,对其进行还原处理可以使膜性能得到恢复。通过在膜面引入耐氯涂层可以改善聚酰胺反渗透膜的耐氯性能。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/114915
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康国栋. 聚酰胺反渗透复合膜的表面改性及其耐污染、耐氯氧化研究[D]. 中国科学院研究生院. 2008.
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