反渗透复合膜的界面控制与性能

研究了界面极性、微观粗糙程度、表面元素组成与含量对聚砜超滤膜性能的影响及表征；探讨了以不同界面性质和性能的聚砜不对称膜为支撑层的反渗透复合膜的性能变化规律，结果表明反渗透复合膜超薄功能层与多孔支撑层间的内界面层的极性、元素组成及含量、微观粗糙程度、荷电性影响复合膜的产水率和脱盐率；提出了内界面弱界面层的存在引起反渗透复合膜耐氯性下降的推测。一 氢氟酸浸泡聚砜不对称膜的研究 氢氟酸浸泡聚砜超滤膜致密表皮层能够改变其表面极性；刻蚀产生卵形纹理同时改变底膜表面微观粗糙程度；改变不对称膜表面各元素的相对含量；改变不对称超滤膜的纯水通量；进一步影响以它为支撑层的反渗透复合膜的性能。二 不对称聚砜膜表面极性的研究 用不同浓度的强极性试剂甲酸、磷酸、盐酸和弱极性试剂异丙醇等浸泡聚砜不对称膜不同的时间控制其表面极性，实验结果表明，极性试剂的水溶液高浓度短时间和低浓度长时间浸泡聚砜膜能得到同样的界面极性控制效果；可以用接触角的减小表征聚砜膜表面极性的增强，聚砜膜表面最强的极性对应于其最大的纯水通量。在不同极性的聚砜膜支撑层上形成反渗透复合膜，在其它条件相同前提下，支撑层表面极性增强，复合膜的产水率增大；产水率增加会引起复合膜脱盐率的上升，复合膜的脱盐率与支撑层表面的极性有一定的相关性。三 聚砜不对称膜致密表皮层上表面活性剂吸附层的影响 提出了表面活性剂吸附模型I、II、III，指出表面活性吸附层处于不同的吸附膜型时对超滤膜表面的极性和纯水通量的影响不同；在不同吸附层模型上形成超薄功能层的反渗透复合膜的性能不同：超薄功能层/多孔支撑层间内界面如果引入弱界面层，则复合膜的性能大幅度下降，当内界面是致密层时，复合膜的性能与内界面的荷电性、化学元素组成等有关；提出了聚酰胺反渗透复合膜的耐氯性不高的另一个可能机理是：在膜处理盐水过程中，由于普通复合膜内界面是通过范德华力作用的物理结合，小分子可能渗透聚集在内界面层形成弱界面层，导致复合膜的耐氯性大幅度下降。