添加共试剂改善聚酰胺复合反渗透膜的性能

摘要

将N,N′-二甲基乙酰胺(DMAc)作为共试剂添加在间苯二胺水溶液中参与界面聚合反应,以改善聚酰胺复合反渗透膜(PA-RO-x,x代表添加DMAc的质量分数)的性能.X射线光电子能谱(XPS)和衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)分析表明,随着DMAc含量的增加,复合膜结构中交联聚酰胺含量相对于线性羧基部分有所增加;场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)表征结果显示,随着DMAc含量的增加,膜表面的粗糙程度逐渐增大;静态水接触角测试结果表明,添加DMAc后,膜的亲水性增强.结合上述测试结果发现,添加DMAc可以有效降低水油两相的不相溶性,提高水相中间苯二胺向正己烷中扩散的速率,这有助于加快间苯二胺与均苯三甲酰氯反应;同时,聚酰胺结构中交联酰胺含量的增加可以提供更多的氢键位点,有助于水分子快速渗透通过复合膜而不损失截盐率;膜表面的粗糙程度变大,有助于提高水通量.在2g/L的氯化钠溶液和1.6 MPa测试压力条件下,PA-RO-5.2(DMAc添加质量分数为5.2％)的渗透通量和截盐率分别为66.1 L/(m2·h)和98.7％,与未添加DMAc的聚酰胺复合反渗透膜相比,通量增加115％,截盐率仅下降0.9％.