摘要
渗透汽化是一种新兴的膜分离技术，由于其具有不受渗透压限制和环境友好的特点，被广泛研究。在有机物脱水和高浓度盐水淡化领域具有很大的应用潜力。但是目前渗透汽化过程存在效率低下的问题，阻碍了其应用和发展。本文通过选择亲水性膜材料聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（PDM），制备了具有优异渗透分离性能的渗透汽化透水膜，并考察了制备条件和操作条件对渗透汽化膜性能的影响。 本文以PDM为分离层材料，首次采用高效交联剂1,3,5-三(溴甲基)苯（TBB），通过界面交联制备了以聚醚砜（PES）为基膜的PDM/PES渗透汽化复合膜。考察膜制备过程中的主要参数（包括PDM浓度、涂层时间、交联剂浓度以及交联时间）对渗透汽化膜分离性能的影响。随着PDM浓度增大，涂层时间增加，分离层厚度增加，因此渗透通量降低，分离因子增大；交联剂浓度增大，交联时间延长，交联密度增加，分离层更加致密，渗透通量降低，分离因子增大。考察了操作条件对乙二醇脱水过程的影响。当PDM浓度为16g/L，交联剂浓度为30mmol/L，涂层时间1min，交联时间3min时，测试条件为原料液乙二醇含量90wt%，温度40℃，渗透侧压力0kPa，通量为843g/(m2·h)，分离因子为1006。 将该膜用于盐水淡化，考察了不同操作条件（包括原料液温度、原料液种类、原料液浓度、原料液流速）对膜淡化性能的影响，同时测试了复合膜的长时间运行稳定性。随着操作温度的升高，进料液流速增加，水通量逐渐增加，截留率基本保持不变。随着进料液中NaCl浓度的增加，渗透通量逐渐降低。在50℃条件下处理35g/LNaCl溶液时，PDM/PES复合膜的水通量达到13.7kg/(m2·h)，在50℃条件下处理200g/LNaCl溶液时，水通量达到8.4kg/(m2·h)，截留率高于99.8%，运行120小时后，性能基本保持不变，具有良好的稳定性和工业应用潜力。
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