靜電紡絲復合反滲透膜的改性制備與脫鹽性能分析

徐進 吳澤鵬(杭州上拓環境科技股份有限公司, 浙江 杭州 311121)

靜電紡絲復合反滲透膜的改性制備與脫鹽性能分析

徐進 吳澤鵬(杭州上拓環境科技股份有限公司, 浙江 杭州 311121)

利用靜電紡絲復合反滲透膜在無紡布制備上進行應用，同時根據交聯殼聚糖性能對靜電紡絲復合反滲透膜在脫鹽性能上進行應用，形成納米纖維復合膜。同時利用間苯二胺和均苯三甲酰胺作為靜電紡絲復合反滲透膜的復合單體。根據界面聚合法在納米纖維復合膜上進行反滲透的實驗，聚酰胺表面結構在形態、親水性、分離效果上都會對溶液中的陰離子活性進行影響。同時十二烷基苯磺酸鈉的含量會對靜電紡絲復合反滲透膜結構和性能都將產生影響。靜電紡絲復合反滲透膜在結構均勻性和親水效果上會隨著十二烷基苯磺酸鈉的增加使脫鹽率也會發生先大后小的變化。本文對靜電紡絲復合反滲透膜的改性制備與脫鹽性能進行分析。

靜電紡絲復合反滲透膜；改性制備；脫鹽性能

0 引言

淡水資源緊缺已經成為影響社會發展的重要問題。海水淡化是獲取到水資源的重要方式。但是由于技術條件、設備等方面存在的緊缺性，嚴重的制約水資源的獲取。靜電紡絲復合反滲透膜在海水淡化中應用較為廣泛，并且脫鹽率相對較高，水質較好，設備相對簡單，易于控制。已經成為海水淡化的主要研究方向。靜電紡絲復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和較高的脫鹽率。靜電紡絲復合反滲透膜常見的制備在材料應用上具有孔隙率相對較低，并且傳質阻力相對較大。現階段在保證通量基礎上會增大能源的耗費。因此要對靜電紡絲復合反滲透膜進行深入性的研究。

1 靜電紡絲復合反滲透膜性能效果分析

靜電紡絲復合反滲透膜是一種應用操作較為簡單，并且能夠連續制備的全新型納米纖維技術。傳統的膜材料纖維較粗，表面積較小不適合海水淡化的應用。靜電紡絲復合反滲透膜整體纖維直細、孔隙率高、結構貫通、表面積大、阻力較小等特點較為明顯。在海水淡化、廢水處理、清潔過濾等方面領域都有著廣泛的應用發展空間。海水淡化中靜電紡絲復合反滲透膜較高的孔隙率能夠更好地處理脫鹽，并且不會受到海水壓力的影響達到較高的通量，能夠更多的節省能源，并且持續提升脫鹽效果。靜電紡絲復合反滲透膜改性制備主要采用界面聚合方式，通過復合反滲透膜的應用更好地提升靜電紡絲復合反滲透膜的單體活性，并且在不影響相容性的基礎上提升聚合反應。在多孔支撐體上會根據脫鹽效果形成較為嚴密的薄性致密層。靜電紡絲復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。三部分構成靜電紡絲復合反滲透膜主體。能夠更好地過濾水中的微生物、膠體、鹽類等雜質。靜電紡絲復合反滲透膜在界面聚合的過程中間苯二胺會在表面形成較為均勻的聚酰胺膜。因此，要在靜電紡絲復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定并且不會影響到靜電紡絲復合反滲透膜的脫鹽效果。因此，在靜電紡絲復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靜電紡絲復合反滲透膜的影響，這樣能夠設計出具有更高脫鹽效果的靜電紡絲復合反滲透膜。

2 靜電紡絲復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。在靜電紡絲復合反滲透膜上涂覆溶液，涂覆之后應用勻膠機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合反滲透膜中。同時在利用離子水進行清洗。殼聚糖涂覆主要是針對靜電紡絲復合反滲透膜孔隙較大的緣故，這樣能夠在界面直接的進行聚合，避免發生較大的水滲透。同時能夠保證膜表面不會留存較多的溶液。殼聚糖涂覆能夠使靜電紡絲復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 納米纖維基底測試

靜電紡絲復合反滲透膜要通過納米基底熱壓，這樣能夠使靜電紡絲復合反滲透膜不會產生較為明顯的串珠網狀結構，使纖維表面更為平滑，均勻性效果明顯。在沒有經過熱壓處理的靜電紡絲復合反滲透膜纖維會呈現圓柱形，同時靜電紡絲復合反滲透膜纖維很容易脫落，經過熱壓處理之后，纖維會壓扁，厚度會降低，這樣能夠使靜電紡絲復合反滲透膜更加的耐用。通過對熱壓之后的靜電紡絲復合反滲透膜納米纖維進行掃描分析，不同區域的納米纖維更加直細，適合作為基底膜應用。由于電壓不穩定會導致靜電紡絲復合反滲透膜在電場力的作用張力產生較為明顯的波動。因此要在穩定電場力下保證纖維分配的均勻性。這樣能夠更好地預防纖維波動，不會對基底膜的支撐效果產生影響。十二烷基苯磺酸鈉含量對靜電紡絲復合反滲透膜的纖維形態也具有影響。通過液氮處理之后的靜電紡絲復合反滲透膜更加易斷。十二烷基苯磺酸鈉含量為0時，靜電紡絲復合反滲透膜表面為呈現無規則山脊山谷結構。這主要是由于沒有活性劑的影響，導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，靜電紡絲復合反滲透膜表面會更加的均勻密集。

3 結語

對靜電紡絲復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合復合反滲透膜。通過不同的方式對復合反滲透膜表面均勻性進行考察，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量會使反滲透膜在脫鹽率上呈現先增大后降低的情況，規律性的變化是反滲透膜脫鹽率的主要特點。