摘要
本文以商品阴离子交换膜作为基底，引入Zn2+修饰的PDA涂层作为中间层，并用Hmim溶液活化，在室温条件水溶剂中合成具有连续稳定ZIF-8晶层的单价阴离子选择性膜(ZIF-8/Hmim-PDA/AEM)。所得膜相比于原膜单价选择性能显著增强且单价阴离子通量明显提升，改性膜在电渗析过程中的稳定性及抗有机污染性能均表现良好。 通过对膜表面化学结构及元素组成的变化，膜表面及断面形貌进行表征，证明ZIF-8在膜表面的成功合成。对膜的水接触角进行分析，虽然引入了疏水性的ZIF-8材料，相比于原膜(25.1°)改性膜(28.3°)亲水性并未受到明显影响。复合膜ZIF-8/Hmim-PDA/AEM表现出良好的选择透过性(P(Cl-:SO42-)=10.96)，单价离子通量比AEM提升了377.71%。改性后膜面总电阻R=5.59Ω·cm2，相比原膜仅增加了2.29Ω·cm2。ZIF-8/Hmim-PDA/AEM在长期运行中呈现出较好的稳定性，20h的电渗析过程中产水离子浓度波动误差不超过0.002mol/L。引入PDA涂层和Hmim活化技术可改善膜的非极性，膜与腐殖质之间的排斥作用增强，抗污染性能增强。 对PDA中间层ZIF-8单价选择性阴离子交换膜的制备条件进行单因素分析，考察PDA溶液中沉积时间、Hmim活化时间、合成母液配比对膜单价选择性能及电渗析过程能耗的影响，根据三因素两水平制备膜样品。相对最佳的改性条件为 ： PDA 沉 积 时 间 16h ， Hmim 活 化 时 间 3h ， 合 成 母 液 中Zn(NO3)2·6H2O:Hmim:H2O摩尔配比1：75：6000，对应最佳反应组的单价选择性系数P为10.95 ，同时其J????-达到3.6×10-6mol·cm-2·min-1 ，J????2/4-仅为0.5×10-6mol·cm-2·min-1，阴离子分离效率达到75.5%，海藻酸钠、腐殖酸、牛血清蛋白与膜之间均为相互排斥作用，说明8号膜具有良好的抗污染效果，有机物对膜污染严重程度依次为SA＞HA＞BSA。在污染物凝聚阶段，BSA-BSA的的相互吸引作用会加重膜污染。
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