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耐溶剂聚酰亚胺纳滤膜的制备与性能研究
耐溶剂聚酰亚胺纳滤膜的制备与性能研究
摘要：本文利用聚酰亚胺(PAA)膜作为基础材料，在其上进行了改性处理制备了耐溶剂PAA（SPAA）膜。通过对纳滤膜的性能进行测试，发现SPAA膜具有较高的分离效率和通量，在工业生产和环保领域具有广泛应用前景。
关键词：聚酰亚胺膜；改性处理；耐溶剂PAA膜；分离效率；通量。
1.引言
纳滤技术是一种基于膜分离的新型分离技术，由于独特的分离机理，被广泛应用于生物制品和分离纯化领域。然而，由于纳滤膜受溶剂环境的影响较大，膜分离效果易受到气泡、脏污染物和膜污染等因素的影响，从而使其应用范围受到限制。
近年来，为了解决这一问题，不断提出了各种新型的耐溶剂纳滤膜材料，以提高其分离效率和通量。聚酰亚胺（PAA）膜是一种常用的纳滤膜材料，具有良好的化学稳定性和耐高温性能。因此，在工业生产和环保领域具有广泛应用前景，在PAA膜上进行变性处理，制备出耐溶剂PAA（SPAA）膜是近年来的研究重点。
2.实验设计
2.1.实验材料
PAA膜（poresize：100~500nm）
正丁醇（C4H10O）
甲醇（CH3OH）
二氧化硅纳米粉末
2.2.制备方法
2.2.1.制备PAA膜
先将1g的聚酰亚胺(PAA)膜片分别浸泡在70%的甲醇和正丁醇中，吸附充分后脱水减压，制备出带有小孔道的膜片。膜片的厚度为0.1mm，孔径大小为100-500nm，此作为基础膜材料。
2.2.2.制备SPAA膜
在PAA膜的表面分别喷洒0.5mL/cm2的二氧化硅溶液，在室温下放置24h后，将SPAA膜用水洗涤并自然干燥，即可制备出SPAA膜。
2.3.性能测试
2.3.1.分离性能测试
采用葡萄糖和酒精溶液模拟情况下，测试SPAA膜的分离效率和通量。将模拟液体逐步从浓度为0.1mol/L的葡萄糖/酒精混合液逐步调整至0.001mol/L，并分别测试不同压力下的通量和对橙色的分离效率。
2.3.2.结构表征测试
采用扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对SPAA膜的表面形貌和结构进行测试表征，进一步验证SPAA膜的改性效果。
3.结果与分析
3.1.结构表征结果
SPAA膜表面经过SiO2改性后，其形貌发生明显变化。经SEM测试，SPAA膜表面出现了大量的细小凸起物，促进了膜材料的通量。
3.2.分离性能测试结果
通过葡萄糖/酒精混合溶液模拟情况下的性能测试，发现SPAA膜的分离效率明显提高，并且在不同压力下，其通量也有着不同程度的提升。
3.3.结果分析
SPAA膜表面SiO2的增加，使得膜片具有了更高的亲水性，同时细小凸起物的产生也改变了其通量。在分离效率方面，由于SiO2的延伸、加强分子筛分离，提高了纳滤膜对葡萄糖、酒精等混合溶液的分离性能。
4.结论
本研究采用PAA膜为基础材料，通过表面改性处理，制备出了耐溶剂PAA（SPAA）膜。通过性能测试，发现SPAA膜具有较高的分离效率和通量，具有非常广泛的应用前景，在纳滤技术的发展中有着重要的作用。在未来的研究中，还需要深入探索SPAA膜的制备工艺，进一步提高其分离效率和通量，以满足不同领域的纳滤需求。