自支撐NH2-MIL-125/聚二唑復合正滲透膜的制備及性能

何 男, 劉 威, 楊 霞, 王憲澤, 崔曉春, 吳敬慧, 耿 直

(東北師范大學環境學院, 長春 130117)

正滲透(FO)膜分離技術是一種新興的膜法水處理技術, 該技術以膜兩側溶液滲透壓差為驅動力進行水分離操作[1], 具有水回收率高、 污染小、 能量需求低和操作簡便等優點, 在食品濃縮[2]、 水處理[3]和海水淡化[4]等領域具有良好的發展前景.

目前的商業化正滲透膜為非均相不對稱復合膜, 其由底部三乙酸纖維素多孔支撐層和表面超薄致密聚酰胺活性分離層組成[5]. 該類正滲透膜在正滲透分離操作過程中, 進料液中的水分子通過滲透作用不斷向汲取液方向擴散, 首先進入到正滲透膜靠近汲取液一側的多孔支撐層內. 由于多孔支撐層內汲取液的擴散速率受孔道結構限制, 無法及時與外部環境汲取液進行溶質與溶劑的交換, 因而上述正滲透過程中水分子的擴散使多孔支撐層內的汲取液濃度大幅下降. 這也是目前制約正滲透技術發展的主要瓶頸問題——支撐層的內濃差極化(ICP)現象[6,7]. 該現象最終導致商業化正滲透膜在正滲透分離過程中的實際驅動力遠低于理想驅動力, 造成正滲透水通量降低, 水處理效率下降. 為了緩解正滲透膜的內濃差極化現象對正滲透分離操作的不利影響, 可采用降低正滲透膜的支撐層厚度、 減小支撐層孔的曲折程度及增加支撐層的孔隙率等措施[8～11]設計制備具有輕薄多孔支撐層結構[12]的正滲透膜. 但具有上述特征的正滲……