最近研究表明在微孔濾膜底膜和分離層之間構(gòu)建中間層,可以有效地調(diào)節(jié)界面聚合過程,提升復(fù)合膜性能切。
1.1微孔濾膜分離層的優(yōu)化復(fù)合微孔濾膜的性能主要由分離層的結(jié)構(gòu)(孔的尺寸、孔隙率、厚度、粗糙度、表面電荷和親水性等)及其化學(xué)性質(zhì)(官能團(tuán)、鍵能、交聯(lián)度等)決定叫,它一般是由水相單體和油相單體在互不相溶的油水界面發(fā)生界面聚合反應(yīng)而成。因此通過控制界面聚合反應(yīng)的進(jìn)程可以間接地控制微孔濾膜的分離性能。
1.1.1單體的影響
單體活性不同,會導(dǎo)致發(fā)生界面聚合時反應(yīng)速率不同,單體結(jié)構(gòu)的差異會造成分離層結(jié)構(gòu)的不同,進(jìn)而影響納濾膜的分離性能。天津市津騰實驗設(shè)備有限公司以界面聚合法制備納濾膜時,常用的水相單體為哌嗪(PIP),常用的油相單體為均苯三甲酰氯(TMC)。這個經(jīng)典的三酰氯/二胺界面聚合在熱力學(xué)上是一個非平衡過程,反應(yīng)十分快速,幾秒鐘內(nèi)即可完成,動力學(xué)上無法控制,為了解決這個問題,大量科研工作者對可用來制備納濾膜的新單體展開了研究。天津津騰介紹將1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸酐在68%氯化磷的催化下加熱至160℃并反應(yīng)48h,得到了1,2,3,4-環(huán)丁四酰氯(BTC),這是一種比TMC子體積更小的新單體,與TMC單體相比,位于界面上的BTC分子可以與更多的水相中的PIP分子反應(yīng)形成更致密的聚酰胺納濾膜。同時,由于BTC與PIP形成的分離層更加致密,因而更早地抑制了界面聚合進(jìn)程中PIP分子的擴(kuò)散,以至于形成的分離層厚度僅為15nm,而PIP-TMC納濾膜的平均厚度為50nm,這種超薄的分離層結(jié)構(gòu)使得納濾膜的通量和截留性能都顯著提升。