聚砜高聚膜的研究进展.PPTVIP

现代分离科学与进展课程论文 主讲人：贺盛福 专业：应用化学 学号：20130817003 授课老师：欧阳玉祝 膜分离技术及其在水处理中的应用研究进展 主要内容 膜分离技术分类及其特点 定义：膜分离技术是利用天然或人工合成的具有选择透过性的膜，以压力差、电场力等外界能量或化学位差为推动力，对双组份或多组分溶质、溶剂进行分离、分级、提纯和富集的一门边缘学科高新技术。 分类：膜的类型按结构可分为对称膜和非对称膜；按材料分可分为有机膜和无机膜：按膜孔径可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。而膜分离技术一般按膜孔径及分离物质的不同主要分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析和液膜分离。 特点：相比传统的分离技术，膜分离技术普遍具有以下特点 （1）节能、高效、无相变；（2）在常温下进行，特别适合于热敏感性物质的分离、浓缩和精制；（3）选择性好，使用分离范围非常广；（4）设备简单、占地面积小、操作方便。 几种用于水处理的膜技术特点 国外膜分离技术发展简介 国内膜分离技术发展简介 膜分离技术在水处理中的应用前景(1) 国内水污染案例 膜分离技术在水处理中的应用前景(2) 全国水污染概况—水污染严重 膜分离技术在水处理中的应用前景（3） 城镇水污染处理行业—发展迅速 膜分离技术在水处理中的应用前景（4） 城镇污水处理行业—污水处理标准低 膜分离技术在水处理中的应用前景（5） 据统计，近十年来全球膜市场出现强劲的增长势头，每年以30%~40%的速率增长， 2011 年全球膜与膜组件销售额已超过100亿美元；而据膜工业协会统计，我国膜产业总值已从1994年的2亿元上升到2011年的400亿元。据国家环保局和规划局预测，我国“十二五”和“十三五”期间废水治理投入将分别达1.05万亿元和1.39万亿元，其中工业和城镇生活污水的治理投资将分别达4355亿元和4590亿元。在此背景下，广泛应用于污水处理的膜技术在未来十年间将迎来大发展。 分离膜的研究进展 膜材料和膜组件简介 高聚物膜材料 醋酸纤维素类膜材料的研究进展 聚醚砜类材料的研究进展 改性聚砜膜材料 无机膜材料的研究进展 膜组件型式 中空纤维式膜组件的研究进展 膜材料和膜组件简介 要将膜用于分离过程必须进行两方面的开发工作。首先是选用合适的膜材料研制出具有高选择性、高通量、能大规模生产的膜；其次是研制出性能良好的膜组件。其中膜是膜分离技术的核心，而膜的透过性取决于膜材料的化学特性和形态结构。 膜材料 膜材料一般要求具有良好的成膜性，热稳定性，化学稳定性，耐酸碱和微生物侵蚀以及耐氧化性能。 如反渗透膜的材料最好是亲水的；电渗析膜必须是耐酸、碱性和热稳定能良好的离子型材料；气体分离特别是渗透汽化, 要求膜材料对透过组分有优先溶解、扩散能力, 若用于有机溶剂分离, 还要求膜材料耐溶剂；膜蒸馏和膜吸收要求要疏水性膜材料。 因此不同的膜分离过程对分离膜的要求不同, 选择合适的膜材料是膜分离技术首要解决的。目前研究和应用的膜材料主要是高聚物材料和无机材料, 其中以高聚物膜应用的最多。 高聚物膜材料 目前研究和应用的高聚物分离膜材料有： 天然物质的衍生物 如醋酸纤维，乙酸丁酸纤维，再生纤维和硝酸纤维素等。 人造物质 如聚酰胺，聚碳酸酯，聚砜、聚乙烯，聚氯乙烯，聚丙烯，聚丙烯腈，聚呋喃，聚四氟乙烯，聚酰亚胺等。 特殊材料 如电解质复合膜，多孔玻璃，ZrO2/聚丙烯醇，ZrO2/碳 等。 在这些材料中以醋酸纤维素和聚砜类应用最广。 醋酸纤维素(CA)高聚膜的研究进展（1） 醋酸纤维素常用于制备各种孔径的分离膜，用于电渗析和血浆分离。制备密度膜只需要丙酮和聚合物两组分系统即可，不需加入成孔剂；制备反渗透膜只需要加入小量成孔剂；而制备孔径较高的微滤膜和超滤膜则需要较多的溶胀剂和非溶剂作为成孔剂。 陈夫山等利用异腈酸对醋酸纤维素进行改性，合成了醋酸纤维素氨基甲酸酯。采用无水氯化铝和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为成孔剂，丙酮为溶剂，二者比为1:2，应用铸法制备了醋酸纤维氨基甲酸酯(CAC)膜。测得CAC膜的拉伸强度及水通量都要优于CA膜。 醋酸纤维素(CA)高聚膜的研究进展 (2) 李丽丽以醋酸纤维素（CA）为成膜材料，采用聚酯筛网作为支撑材料，利用相转化法制备了CA正渗透膜，并考察了正渗透膜制备过程中影响因素，包括聚合物中的聚酯浓度，制膜过程中的环境湿度、凝胶浴温度和热处理温度对渗透膜性能（水通量和截盐率）的影响规律。 在室温的测试条件下通过性能表征，表明当聚合物浓度为10.4%、在60℃下预处理、凝胶浴温度为15℃、环境湿度为90%时所制备的正渗透膜水通量为9.7~10.3L/(ｍ２·ｈ)，截盐率在63%以上。 郭铁柱等采用溶胶