高性能海水淡化膜(DTRO)基材分析
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高性能海水淡化膜(DTRO)基材分析

高性能海水淡化膜(DTRO)基材分析
作者:Rito
发布时间:2014-09-13
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关键词:机器人、焊接
厂家:无锡睿特超声设备有限公司
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随着人口的不断增长以及经济社会的快速发展,我国水资源日益膨胀,正在以占世界8%的淡水资源支撑着占世界22%的人口,水资源供需矛盾越来越突出。中国沿海11个省区市年人均水资源量(截止2009年)的均值仅为1139m3。将占全球水资源总量99%以上的海水进行淡化已经成为解决水资源危机的重要途径。反渗透海水淡化技术自上世纪70年代进入市场以来,因其投资省、能耗低、污染少、操作管理方便等特点,已成为全球主要应用的先进脱盐技术,广泛应用于高COD废水回用和苦咸水淡化。

海水淡化反渗透膜由多孔支撑层、脱盐层和功能修饰层等构成。无纺布和聚砜基膜构成RO膜的多孔支撑层,为反渗透膜的制备和应用提供了良好的界面反应环境、力学强度和化学与热稳定性;脱盐层由芳香聚酰胺组成,芳香聚酰胺的品质决定反渗透膜的离子选择性和水透过能力。在海水淡化反渗透膜结构及性能的综合研究和评价中,如何实现各层结构与性能的控制优化对于开发高性能海水淡化分离膜材料至关重要。

研究表明,通过调节单体种类、含量、反应时间及后处理等因素来控制聚酰胺功能层的结构,可以达到调整反渗透膜的水通量和脱盐率等性能的目的。多孔支撑层作为胺类单体和酰氯单体进行界面缩聚的直接场所及膜力学稳定性的主要提供者,通过提升多孔支撑层厚度和优化本体孔型结构可提高反渗透膜在高运行压力和高盐度下的耐受力和稳定性。技术人员研究了具有不同孔结构和化学性质的聚砜多孔支撑层对界面聚合反应的影响,并提出了孔结构与聚酰胺层性能结构的关系模型,结果表明,疏水且具有较大孔径的聚砜多孔皮层可以防止聚酰胺层过度深入皮层孔中,从而可以制备得到表面结构粗糙且水通量较高的复合膜。

相对亲水且孔隙率更高的聚砜支撑层,反应界面在亲水作用等因素的推动下向聚砜皮层内深入,此时形成的聚酰胺层较薄且光滑,复合膜通量较低。

通过研究聚砜多孔支撑层亲疏水性对膜结构与性能的影响,结果表明,支撑层疏水性对压力驱动膜过程影响较小但对于渗透驱动膜过程影响较大。在渗透驱动膜过程中,膜支撑层的疏水性会极大降低水通量。因此,在界面聚合之前,需预先通过添加表面活性剂或抽除膜体内空气来提升支撑层的可浸润性。渗透压驱动膜性能的提升需同时考虑支撑层的结构特征和化学特性。

鉴于聚酰胺脱盐层对于膜分离材料分离性质,尤其是离子选择性具有决定性质,在实际的膜分离材料研究过程中,大多数研究着眼于界面缩聚过程本身及脱盐层微观结构与组成本身进行,多孔支撑层结构对脱盐层结构形态的影响及控制相对较少。更鲜有通过多孔支撑层的调控来研究复合分离膜长程运行性能如耐温性、耐高压和耐盐度的报道。