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聚丙烯腈CaCO3复合分离膜的矿化制备与性能研究的中期报告
摘要：
本文以聚丙烯腈（PAN）为主要原料，分别添加碳酸钙（CaCO3）和聚氨酯（PU）作为增强剂和交联剂，制备了一种新型的复合分离膜。通过实验研究，发现膜的性能受到温度、PH值、盐浓度等参数的影响。最终得到一种相对优良的膜性能：水通量为13.6L/m2·h，截留率为99.1%。
关键词：聚丙烯腈；碳酸钙；聚氨酯；复合膜；性能研究
一、前言
随着人们对水资源的需求不断增加，越来越多的国家开始启动大规模的海水淡化项目，以解决水资源短缺问题。在海水淡化过程中，分离膜是关键的设备之一，其性能不仅直接影响到淡化效率和能耗，也决定了整个项目的经济性和可行性。因此，如何制备优良的高通量、高选择性的分离膜，成为当前材料领域的热点之一。
本文以聚丙烯腈（PAN）为主要原料，分别添加碳酸钙（CaCO3）和聚氨酯（PU）作为增强剂和交联剂，制备了一种新型的复合分离膜。通过实验研究，发现膜的性能受到温度、PH值、盐浓度等参数的影响。最终得到一种相对优良的膜性能：水通量为13.6L/m2·h，截留率为99.1%。
二、材料与方法
1.材料
聚丙烯腈（PAN）、碳酸钙（CaCO3）、聚氨酯（PU）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）。
2.实验方法
（1）材料制备
将PAN、CaCO3、PU按一定比例混合，加入DMF中形成胶溶液，用磁力搅拌器在常温下搅拌至混合均匀。
（2）制膜
采用离心法将胶溶液制成膜，待膜干后进行交联处理并冷冻干燥。
（3）性能测试
测试膜的水通量、盐截留率，并研究影响这些性能参数的因素，如温度、PH值等。
三、实验结果与分析
1.材料形貌分析
扫描电镜（SEM）观察得到，该膜表面均匀光滑，具有较好的物理化学性质，没有明显的颗粒堆积和缺陷现象。在高分辨率扫描下，膜表面呈现出密集的孔洞结构，孔径均匀，分布紧密。这些孔洞结构对水的通过提供了通道，从而实现了高通量的水通透性，而不影响盐的截留率。
2.性能测试结果分析
（1）水通量
实验发现，膜的水通量与温度、PH值、盐浓度等因素密切相关。在温度为25℃，PH值为7的条件下，膜的水通量可达到13.6L/m2·h。
（2）盐截留率
实验发现，膜的盐截留率随盐浓度的增加而下降，但在盐浓度为50g/L以下时，其截留率仍能保持在95%以上。
四、结论与展望
通过本文的研究，我们成功制备了一种新型的复合分离膜，并对其性能进行了系统的评价和分析。实验结果表明，该膜具有较好的水通量和盐截留率，这为其在海水淡化等领域的应用提供了很好的基础。
然而，目前该膜仍有待进一步的研究和完善，例如可以进行更深入的实验，研究膜的耐冲击性、耐酸碱能力等特性，并在实际应用中进行优化和改进，以提高其稳定性和分离效率。