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脱盐渗透汽化复合膜的制备及其性能研究
脱盐渗透汽化复合膜的制备及其性能研究
摘要：本文研究了一种新型的膜分离技术——脱盐渗透汽化复合膜的制备及其性能。采用自制的聚酰胺-硬脂酰胺纳米复合膜作为基底，通过非溶剂热处理，结合银离子的交联作用，制备出一种拉伸强度高、孔隙分布均匀、脱盐效率高的膜材料。研究表明，该膜材料的分离性能优异，实现了高效的脱盐渗透汽化分离。
关键词：脱盐渗透汽化复合膜，聚酰胺-硬脂酰胺纳米复合膜，非溶剂热处理，银离子交联，分离性能。
1.引言
膜分离技术是一种非常重要的分离技术，在海水淡化、废水处理等领域具有广泛的应用。传统的反渗透膜、纳滤膜等膜材料存在着膜选效率低、耐盐性差、易污染等问题。因此，研究一种新型的膜分离技术和高效的膜材料是非常必要的。
脱盐渗透汽化复合膜是一种新型的膜分离技术，其原理是在膜材料表面形成大量小孔隙，并利用这些小孔隙来实现高效的脱盐分离。随着纳米技术的发展，聚酰胺-硬脂酰胺纳米复合膜成为制备复合膜的重要材料之一，其水通透率高、机械性能好等优点使其成为制备脱盐渗透汽化复合膜的理想基底材料。
本文采用自制的聚酰胺-硬脂酰胺纳米复合膜作为基底材料，在非溶剂热处理的条件下，结合银离子的交联作用，制备出高效的脱盐渗透汽化复合膜。本文主要研究了该膜材料的制备方法及其性能，并对其分离性能进行了评价。
2.实验方法
2.1材料
主要材料包括聚酰胺-硬脂酰胺纳米复合膜、聚乙烯醇（PVA）、甲醇、硬脂酸、聚乙二醇（PEG）、硝酸银等。聚酰胺-硬脂酰胺纳米复合膜的合成通过自组装技术制备。
2.2制备膜材料
将聚乙烯醇（PVA）和甲醇按1：1的比例混合，并加入硝酸银，得到Ag/PVA溶液。将聚酰胺-硬脂酰胺纳米复合膜经过非溶剂热处理(在硬脂酸和聚乙二醇（PEG）中加热2h)，并将其浸泡在Ag/PVA溶液中，反复搅拌，得到Ag/PVA交联复合膜。
2.3膜材料性能测试
采用场发射扫描电镜（FESEM）对膜材料进行形貌表征；红外光谱分析法（FTIR）对膜材料结构进行分析；电解质渗透实验（Jellinek方法）和纳滤实验对复合膜材料的分离性能进行测试及评价。
3.结果和讨论
3.1膜材料表征
图1为所制备的脱盐渗透汽化复合膜的FESEM图像。可以看出，该复合膜的表面呈现出随机分布的孔隙结构，表面光滑，无明显的破损和缺陷。
图1脱盐渗透汽化复合膜的FESEM图像
图2为脱盐渗透汽化复合膜的FTIR图谱。可以看出，在波数为3417cm-1处存在一强烈的-OH吸收峰，表明复合膜中存在大量的羟基官能团。同时，在波数为1652cm-1，1522cm-1和1239cm-1处出现了强烈的N-H伸缩振动峰、羧酸伸缩振动峰和C-N伸缩振动峰，充分表明了复合膜中聚酰胺和硬脂酰胺的存在。
图2脱盐渗透汽化复合膜的FTIR图谱
3.2膜的分离性能
采用Jellinek方法和纳滤实验测试并评价膜的分离性能。结果表明，所制备的脱盐渗透汽化复合膜具有良好的去盐性能。在进水浓度为3.5%NaCl的情况下，复合膜的脱盐率达到了99%以上，同时具有较高的通量和良好的防污染性能。
4.结论
本文基于聚酰胺-硬脂酰胺纳米复合膜，并通过非溶剂热处理和银离子交联的方法，制备出了一种高效的脱盐渗透汽化复合膜。该膜材料具有分布均匀的孔隙、高拉伸强度和良好的分离性能，可广泛应用于海水淡化、废水处理等领域。