相转化法制膜过程膜结构形态调控与优化.pdf

y 7 8 2 8 5 9 授予单位代码l 丝三窆 学号或申请号—G S 0 2 —0 6 4 1 密级—— 郑州大学 硕士学位论文 论文题弱：相转化法制膜过程的膜结构形态 调控与优化 作者姓名：罗庆涛 学科f _ ] 类：工学 专业名称：化学工艺 导师姓名、职称：刘金盾教授 张浩勤教授 2 0 0 5 年5 月2 1 曰 郑娴大学疆士学位论文 撼要 沉浸凝胶法是最主要的蒂《造超滤膜的方法这种工慧涉及猁传热、传质以及 糖转变等多穆复杂过瑗，但迄今刳骥仍以经验试蓑必主，撅骥r 开发翅麓长，疆刳 工作量大此外，用沉浸凝胶法制备超滤膜，除早期用非溶剂、溶剂和聚合物三 元缀分制造外，鞠前大鄱采用在三元组分蘩础上，再添加其他溶剂或菲溶剂，来 调节膜懿续魏，减少膜豹皮鼷缺陷，{ 三l 改善膜戆渗透分离性能 本实验应用理论分析和实验相继合的方法，系统地研究了桐转化成膜过程中 各种影响阂素对膜的结构及性能的影响，从而优化了制膜工艺，得到了不同椎能 戆怒滤貘葶瑟纳滤膜 本文蓠先款熬力攀、黉藤麓办学、辍分离梳瑗凡方瑟综述了浸入凝狡逶程中 聚合物膜形成机理的研究现状，衣此理论搔导下，进行实验磷究 数聚醚砜( P E S ) ／二甲熬z ‘酸跤( D 姒o ) ／己二醇二译醚( D G D E ) ／聚己= = 二醇 ( P E G ) ／n k 为戒簇体系，髓备，j 、张经超滤藤。

辑究了铸瀵滚配方、隶l 备条彳孛对藏藤 瞧麓的影响缨聚表明：随麓臻醚飘( P E S ) 含嶷增大，膜的邋墓逐渐减小，截 黎戆§l 邂滚据褰；溶测巾乙= 簿二警醚( D G D E ) 瓣占} ＆恻戆增擞§§溪大质戏媵懿 截餐性煞，同辩纛减，l 、貘静零遥量；不目分子量瓣聚乙二二醇依为添麓裁、掰藏簇 的性憨礴所不间，同甜聚己二薅的禽霾也对膜的骰能有麓重要的影响；蒸发温度 酚撼毫、蒸发辩躲熬邂长，帮姆减小貘懿求逶量，闲辩掇褒骥款截黎憋靛，褒凝 黢涤中添龆一定嚣斡溶裁，麓延遮赣分离静靖瓣，避蔼改交簇麓往怒，闲辩，凝 胶淤豹濑嶷对膜熬性施也有藿鞍为复杂斡影响 果溺均訇没诗安瓣实验，i 蓬过耀羟分攒，终戴了撼述貘毽§￡震嚣影响溅素之 阊酶定薰关系瀚攘登方程，该模螫方疆穰鼯麓厦映了备稀因素酶影噙蕊律+ 莽l 蔫 联网妇蛉模型方程，程满足一定截黧率的前提下，以水邋量为傀纯甄标，迢道嘲 梅溶确定了渡骧藩固淘瓣优纯鳋释蒜l 褥了鼗霞分子量大终在鼬0 0 左右的小魏径 趣滤膜 援N O V A2 0 0 0 E 眈袭嚣翻孔径分辑便测定该膜豹孔径分毒阉，与孔径较大的 聚辍超滤貘狸魄，聚黼辍枣手L 径鼷之皮屡受魄大弱径熬聚疆麓滤壤之波罄致密。

郑州大学硕 士 学位论文 采用改进豹摇转伲制膜工芝，娃聚醚酝我胺( P E I ) ／N 一甲基一2 一娥咚烧醺 ( N M p ) ／乙二醇二单醚( D G D E ) ／磷酸( 魄P 0 ) ／以聚乙二醇( P E G l 0 0 0 ) ／水为成 膜体系，制各不对称纳滤膜采用均匀设计实验方法建立了膜水通量及截留性能 款回归方程，莠模拟了餐因素瓣膜性能蛉影响：增大铸膜滚中聚醚酸亚黢( P E t ) 含量，延长蒸发时间，所成膜的水通量下降而裁留性能上升；增大溶帮中乙二醇 二甲醚( D G D E ) 比例能有效地提商膜的截留性能，而对膜的水通量的影响较小； 铸膜滚中添热{ } 溶赛《磷酸( } { P 瓯 麴掇入可以握离骥鲍截螯魏§l 量增大袋瓣承逶 量；铸膜液中加入聚乙二醇( P E G l 0 0 0 ) ，能增大膜的水通量，而对膜的截留性能 影响不大 关键词：相转化；成膜机理；均匀设计；优化 2 郑州大学硕士 学位论文 A b s t r a c t T h ei m m e r s i o np r e c i p i t a t i o ni so n eo ft h em o s t i m p o r t a n tm e t h o d sf o r p r e p a r a t i o no fU Fm e m b r a n e ．I nt h i st e c h n o l o g yt h em e m b r a n ew a sf o r m e df r o ma c a s t i n gs o l u t i o no fp o l y m e rw i t hs o l v e n tb yi m m e r s i n gt h ec a s t i n gs o l u t i o ni n t oa n o n —s o l v e n tb a t h ．D u r i n gt h i sp r o c e s sp h a s ei n v e r s i o nh a p p e n e dw i t hm a s sa n dh e a t t r a n s f e rs i m u l t a n e o u s l y ．N o w a d a y s ，w ec a n n o tu n d e r s t a n dt h i sh i g h l yc o u p l e dp r o c e s s q u i t ew e l ls ot h a tn e wm e m b r a n e sa r es t i l ld e v e l o p e du n d e ra ne m p i r i c a lw a y ．B e s i d e s ， i n s t e a do fap o l y m e r - s o l v e n t - n o n s o l v e n tt h r e e —c o m p o n e n ts o l u t i o nb e i n gac a s t i n g s o l u t i o ni ne a r l ys t a g eo fm e m b r a n et e c h n o l o g y , c o m p o s e ds o l v e n to rn o n s o l v e n tw a s u s e di no r d e rt or e g u l a t et h es t r u c t u r eo ft h em e m b r a n ea n dd e c r e a s et h ed e 凫c to nt h e s k i n ． I n t h i s i n v e s t i g a t i o n ，t h ee f f e c t o f a l l k i n d s o f f a c t o r so n t h e m e m b r a n e p r o p e r t i e s i np r e p a r a t i o np r o c e s sh a sb e e n 囊u d i e da n a l y t i c a l l ya n de x p e r i m e n t a l l y , A sar e s u l t , t h ef o r m i n gt e c h n o l o g yh a sb e e no p t i m i z e da n dd i f f e r e n tm e m b r a n e sw e r eo b t a i n e d ． F i r s t l y , t h em e c h a n i s mf o rm e m b r a n ef o r m a t i o nb yi m m e r s i o np r e c i p i t a t i o n p r o t e s t sw a sr e v i e w e db a s e d 摊t h et h e r m o d y n a m i c s 。

m a s st r a n s f e rd y n a m i c sa n d m e c h a n i s m o f p h a s es e p a r a t i o n ． T h ep o l y e t h e r s u l f o n eu l t r a f i l t r a t i o nm e m b r a n e sw i t hs m a l ls i z ep o r ew e r e p r e p a r e db y t h ep h a s ei n v e r s i o np r o c e s sf r o mac a s t i n gs o l u t i o n c o n t a i n i n g d i m e t h y l a c e t a m i d ea ss o l v e n t , d i e t h y l e n eg l y c o ld i m e t h y le t h e ra saw e a kn o n s o l v e n t a d d i t i v ea n dp o l y e t h y l e n eg l y c o la sa na d d i t i v e ．W a t e rw a su s e da sac o a g u l a n ti nt h i s m e m b r a n ef o r m a t i o np r o c e s s ．T h ei n f l u e n c e o f p o l y m e rm a s sf r a c t i o n ，a d d i t i v e si nt h e c a s t i n gs o l u t i o n ．a sw e l l a st h ee f f e c to ft h ec a s t i n gc o n d i t i o n so nt h em e m b r a n e p r o p e r t i e sw a si n v e s t i g a t e d ．I tw a sf o u n dt h a ta ni n c r e a s ei np o l y m e rc o n c e n t r a t i o n c a u s e sad e c r e a S ei nt h ef l u xo f p u r ew a t e ra n da ni n c r e a s ei nt h es o l u t er e j e c t i o nr a t e o fm e m b r a n e ．B ya d d i n gD G D Ei n t ot h ep o l y m e rs o l u t i o n ，t h ep u r ew a t e rf l u xw i l l l o w e ra n dt h es o l u t er e j e c t i o nr a t ew i l lr i s e ．T h ee f f e c to fd i f f e r e n tP E Gm o l e c u l a r w e i g h t sa n dd i f f e r e n tP E Gc o n t e n t 趣c a s t i n gs o l u t i o no nt h em e m b r a n ep r o p e r t ya r e 3 郑州 大 举硕 士 学 位论文 a l s os t u d i e d ．I n c r e a s i n gt h ee v a p o r a t i o nt e m p e r a t u r ea n de v a p o r a t i o nt i m ew i 越 d e c r e a s et h ef l u xo f 氆em e m b。