來賓-反滲透、反滲透膜、RO、反滲透阻垢劑、反滲透劑、反滲透清洗劑、反滲透絮凝劑、反滲透膜專用阻垢劑、反滲透膜專用劑、反滲透膜專用絮凝劑、反滲透膜專用清洗劑、反滲透膜專用還原劑、反滲透膜專用保養(yǎng)劑

廣西壯族自治區(qū)南寧市兆冠環(huán)保科技有限公司專業(yè)致力于水處理環(huán)保領(lǐng)域，是一家技術(shù)實力雄厚的生產(chǎn)型企業(yè)。公司擁有一支高素質(zhì)水處理專業(yè)技術(shù)人員組成的生產(chǎn)、工程技術(shù)和銷售團(tuán)隊。在清水、循環(huán)水處理、中水回用、化學(xué)水處理、污水處理等多個項目有著先進(jìn)的技術(shù)和質(zhì)量優(yōu)良的產(chǎn)品。我公司同時是進(jìn)口美國陽光反滲透藥劑西南地區(qū)總代理和美國海德能膜廣西地區(qū)推廣中心，可協(xié)助用戶對水質(zhì)進(jìn)行檢測，從而運用效、經(jīng)濟(jì)的解決方案。本公司的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電子、 醫(yī)藥、造紙、制糖、化工、飲水、電鍍、紡織印染等行業(yè)。公司以“誠信為本、求實創(chuàng)新，品質(zhì)兼優(yōu)、服務(wù)至上”為企業(yè)宗旨，以“誠信求實、開拓創(chuàng)新、追求雙贏”為經(jīng)營理念，通過先進(jìn)的技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、優(yōu)惠的價格、完善的服務(wù)，帶給廣大客戶的利益！

公司現(xiàn)有產(chǎn)品：

清水產(chǎn)品-----------穩(wěn)定性二氧化氯溶液，濃度為2%、4%、8%，二氧化氯投加器和發(fā)生器、二氧化氯泡騰片（片）、游泳池片、寵物專用片、畜牧養(yǎng)殖專用片

反滲透專用產(chǎn)品---------反滲透專用阻垢劑、劑、絮凝劑、清洗劑、還原劑、保養(yǎng)劑

美國陽光反滲透藥劑-----反滲透阻垢劑（PH-010、PH-135、PH-150、PH-191、PH-200、PH-300、PH-435）、反滲透劑（PH-020、PH-011）、絮凝劑PH-196、清洗劑PH-121

循環(huán)水處理產(chǎn)品---------緩蝕阻垢劑 、氧化型滅藻劑、非氧化型滅藻劑、磷酸三鈉、氨水、預(yù)膜劑、鈍化劑、粘泥剝離劑

鍋爐水處理產(chǎn)品---------鍋爐水專用緩蝕阻垢劑、鍋爐除焦除渣清灰劑、除垢劑、清洗劑、保護(hù)液、干燥劑、除氧劑

污水處理產(chǎn)品-----------聚丙烯酰胺（陰陽離子、非離子、兩性離子、污水處理專用、選礦專用、洗煤專用、制香專用）、聚合氯化鋁（PAC）、消泡劑

造紙專用化學(xué)品---------造紙紙漿專用阻垢劑、造紙黑液蒸發(fā)器專用阻垢劑、造紙專用防腐劑

清洗劑系列產(chǎn)品---------酸洗緩蝕劑、清洗分散劑、清洗緩蝕劑、鈍化預(yù)膜劑、沖灰管道清洗劑、凝汽器(換熱器)清洗劑、油垢油焦清洗劑、高溫清洗劑

公司其它產(chǎn)品-----------氨基磺酸、亞硫酸氫鈉、硅磷晶、聚天冬氨酸、超濾藥劑

水處理設(shè)備及備品備件---米頓羅隔膜電磁加藥計量泵、保安濾芯、反滲透陶氏膜、海德能膜、反滲透GE膜、納濾膜、超濾膜、石英砂、活性炭、離子交換樹脂、水質(zhì)檢驗儀器等。

公司現(xiàn)有水處理技術(shù)服務(wù)：反滲透系統(tǒng)運行維護(hù)和服務(wù)、反滲透膜在線和離線清洗服務(wù)、膜組件化學(xué)清洗服務(wù)、反滲透膜清洗測試系統(tǒng)及清洗測試；水質(zhì)檢測、分析；工業(yè)循環(huán)水處理技術(shù)服務(wù)、飲用水處理技術(shù)服務(wù)、工業(yè)清水處理技術(shù)服務(wù)、化學(xué)水處理技術(shù)服務(wù)、污水處理技術(shù)服務(wù)。

品質(zhì) 誠信為本 價格實惠 服務(wù)周到

反滲透復(fù)合膜功能材料論文

摘要：水資源短缺已嚴(yán)重制約著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步和人民生活水平的提高。海水淡化是解決水資源短缺的有效途徑之一，而反滲透技術(shù)則是實現(xiàn)海水淡化有效、經(jīng)濟(jì)的手段。本文歸納評述了目前反滲透復(fù)合膜功能材料的研發(fā)現(xiàn)狀，并指出了反滲透復(fù)合膜今后的研發(fā)方向。

關(guān)鍵詞：反滲透 復(fù)合膜功能材料 海水淡化

1 引言

反滲透技術(shù)的核心是高性能的反滲透復(fù)合膜，作為分離膜技術(shù)基礎(chǔ)和核心的功能膜材料一直是美、日等發(fā)達(dá)國家膜技術(shù)發(fā)展的重點，尤其是對高性能反滲透復(fù)合膜的研究更是重中之重。1978年，美國Cadone等在反滲透復(fù)合膜制備技術(shù)和功能材料研究方面取得重大突破，研究開發(fā)出的復(fù)合膜技術(shù)具有制作工藝易優(yōu)化、膜性能優(yōu)越、制膜用功能材料選擇范圍廣等優(yōu)點；1980年美國Filmtec公司推出了FT-30高性能反滲透復(fù)合膜，實現(xiàn)了反滲透復(fù)合膜技術(shù)的品化，從而使反滲透復(fù)合膜技術(shù)取得了劃時代的進(jìn)步；之后又開發(fā)成功了常規(guī)反滲透復(fù)合膜水淡化反滲透復(fù)合膜、高通量反滲透復(fù)合膜、低壓反滲透復(fù)合膜等。目前反滲透膜技術(shù)已廣泛應(yīng)用于海水和苦咸水淡化、純水和超純水制備、工業(yè)用水處理、廢水處理與資源化等領(lǐng)域，取得了十分顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

我國反滲透膜技術(shù)的研究始于上世紀(jì)80年代后期，經(jīng)過近20年的研究開發(fā)，在常規(guī)反滲透復(fù)合膜材料、膜和膜組件制作、反滲透復(fù)合膜的應(yīng)用等方面取得了較好的結(jié)果，反滲透復(fù)合膜的性能達(dá)到了國外上世紀(jì)90年代初的水平，但在關(guān)鍵功能材料和高性能反滲透復(fù)合膜等研究方面與國外相比還存在較大差距。

2反滲透膜的發(fā)展概況

1748年，Nollet發(fā)現(xiàn)水能自然地擴(kuò)散到裝有酒精溶液的豬膀胱內(nèi)，首次揭示了膜滲透現(xiàn)象。上世紀(jì)20年代V粕’t Ho仃和Gibbs建立了完整的稀溶液理論，并揭示了滲透壓與其他熱力學(xué)性能之間的關(guān)系，從而為滲透現(xiàn)象的研究奠定了堅實的理論依據(jù)。但是，反滲透膜過程作為一項高新技術(shù)從實驗室走向工業(yè)應(yīng)用還是上世紀(jì)中葉的事。其標(biāo)志性事件之一是1953年美國佛羅里達(dá)大學(xué)的Reid教授首先發(fā)現(xiàn)了醋酸纖維素類材料具有良好的半透性，同年在Reid的建議下，反滲透被列入美國國家計劃。與此同時，美國加利福尼亞大學(xué)的Yuster、Loeb和Souriraian等在對反滲透膜材料進(jìn)行了廣泛篩選的基礎(chǔ)上，于1960年首次制成了具有歷史意義的高脫鹽率、高通量的非對稱醋酸纖維反滲透膜，使反滲透膜過程迅速從實驗室走向工業(yè)應(yīng)用，大大地促進(jìn)了膜科技的發(fā)展。復(fù)合膜的研究開始于20世紀(jì)60年代中期，但直到1980年Filmtec公司才推出性能優(yōu)異的、實用的Ffr．30復(fù)合膜；80年代末高脫鹽率的全芳香族聚酰胺復(fù)合膜工業(yè)化；90年代中期超低壓和高脫鹽全芳香族聚酰胺復(fù)合膜開始進(jìn)入市場；2000年初耐污染、高脫硼、極低壓和高壓聚酰胺復(fù)合膜相繼出現(xiàn)；目前國外商品化的海水淡化反滲透復(fù)合膜的脫鹽率大于99．5％，通量達(dá)到50 Um2．hr(測試條件：壓力800psi，溫度25℃，Nacl濃度32 OooⅡ叫L)。

3 反滲透復(fù)合膜功能材料的研究進(jìn)展

膜的基本性能取決于膜材料，沒有好的膜材料就得不到滿意的膜。對反滲透復(fù)合膜材料的要求是：(1)所成的膜要有高脫鹽率和高通量，以滿足經(jīng)濟(jì)要求；(2)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以保證在所承受的壓力下能正常工作；(3)應(yīng)有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，以耐水解、耐清洗劑侵蝕、耐強(qiáng)氧化劑等苛刻條件；(4)耐熱性，以便能在較高溫度下工作；(5)耐生物降解，不會因生物的活動而喪失其優(yōu)異性能；(6)耐污染性，可較長期保持膜的性能，少清洗。

目前，國外通用的反滲透復(fù)合膜材料是醋酸纖維素、線型聚酰胺和芳香聚酰胺三類，其中以芳香聚酰胺為主。芳香聚酰胺具有優(yōu)良的物化穩(wěn)定性，耐強(qiáng)堿、耐油脂、耐有機(jī)溶劑，機(jī)械強(qiáng)度，抗張強(qiáng)度可達(dá)120MPa，吸濕性低，耐高溫、日光性能優(yōu)良，但耐酸性和耐氯性較差，溶解性能也不好，不能用溶液相轉(zhuǎn)化制膜，目前多用胺和酰氯單體進(jìn)行界面聚合反應(yīng)方法制備。胺和酰氯兩種單體至少有～種為芳香族化合物，為了獲得耐久性好的膜，適度的交聯(lián)是必要的，所以酰氯或胺單體分子中應(yīng)有一個官能度大于2，單體的選擇主要考慮單體的反應(yīng)活性和官能度。聚酰胺分子量的大小主要是通過選擇合適的多胺和酰氯單體及其溶劑，控制其濃度，選擇合適的催化劑和表面活性劑，調(diào)節(jié)多胺的pH，控制反應(yīng)時間和溫度，控制后處理的溫度和時間等手段來控制。多胺和酰氯的界面縮聚反應(yīng)是非均相反應(yīng)，聚砜多孔膜吸收多胺水溶液(水相)，酰氯類溶于有機(jī)溶劑中(有機(jī)相)，在膜界面處發(fā)生縮聚反應(yīng)，該反應(yīng)具有明顯的表面反應(yīng)特征。

相對多元胺來說，人們對酰氯的研究較多。均苯三甲酰氯(聊c)是常用的一種多元酰氯。5-氧甲酰氯．異酞酰氯(CFIC)和5．異氰酸酯一異酞酰氯(IcIC)是兩種新型的酰氯功能性單體，DuPont公司采用這兩種單體制出了高通量、高脫率的復(fù)合芳香聚酰胺反滲透膜。兩種單體均含有兩個甲酰氯，CFlC中有一個氧甲酰氯基，是一種氯代酸酯；ICIC

中有一個異氰酸酯基，是一種異氰酸酯；兩種單體中的3個功能基團(tuán)位置與均苯三甲酰氯一樣，處于l，3，5-位置。Himse等為了探討反滲透膜復(fù)合層結(jié)構(gòu)與膜性能關(guān)系，制備了5種多元酰氯：CHrI．F．、眥、CrI'HN、BC’rC和CPl℃¨J。另外，間苯二甲酰氯、鄰苯二甲酰氯和對苯二甲酰氯也常用于復(fù)合芳香聚酰胺反滲透膜的制備。

目前國外商品化芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜超薄復(fù)合層的功能材料主要有3種：間苯二胺，均苯三甲酰氯、間苯二胺／5．氧甲酰氯．異酞酰氯、(間苯二胺+均苯三胺)／(均苯三甲酰氯+間苯二甲酰氯)。

3．1 Ns．100反滲透復(fù)合膜

1977年北極星研究所(Nonh st盯Research Institute)報道了NS．100反滲透復(fù)合膜陽1的制備方法及性能。其功能超薄復(fù)合層通過支化的聚乙撐胺與甲基間苯二異氰酸酯(toluene diisocy粕ate，TDl)在聚砜支撐膜上界面聚合制得聚乙撐脲。

從某種意義上來說，Ns．100反滲透復(fù)合膜是反滲透技術(shù)發(fā)展的一個里程碑，它是種開發(fā)成功的非纖維素類復(fù)合膜，也是種采用界面聚合法制得的反滲透復(fù)合膜。它的水通量及其對鹽類、有機(jī)小分子的截留效果明顯優(yōu)于當(dāng)時的其它反滲透復(fù)合膜。但是這種膜的耐氯性能很差，特別是對次氯酸和次氯酸根離子。Banels¨引用全反射傅立葉紅外光譜分Ns．100反滲透復(fù)合膜表面化學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)聚乙撐胺中的伯胺基團(tuán)在反應(yīng)過程中完全消耗，而仲胺基團(tuán)有剩余，這可能是這種膜的耐氯性差的主要原因。

3．2 PA-300、RC-100反滲透復(fù)合膜

Ns．100反滲透復(fù)合膜的成功開發(fā)為反滲透復(fù)合膜的發(fā)展指引了一個方向，多種具有多胺基團(tuán)的反應(yīng)物被用來制備反滲透復(fù)合膜，其中多胺基聚氧乙烯效果為顯著。Riley等分別用間苯二甲酰氯(isophthaloylchloride，IPC)和TDI與多胺基聚氧乙烯開發(fā)出了PA-300和RC-100兩種工業(yè)化的反滲透復(fù)合膜。

3．3 Ns-300反滲透復(fù)合膜

1983年P(guān)痂ni報道了一種耐氯性能很好的反滲透復(fù)合膜材料，聚哌嗪酰胺，并用它制成了不對稱的反滲透膜n引。Cadotte[131通過優(yōu)化反應(yīng)條件，發(fā)現(xiàn)可以采用哌嗪(pipe眥ine，PIP)和間苯二甲酰氯在多孔支撐膜上界面聚合制得反滲透復(fù)合膜，后來又通過摻入部分均苯三甲酰氯(trimesoyl chloride，TMc)來調(diào)節(jié)膜的水通量和溶質(zhì)截留率，開發(fā)出NS一300復(fù)合膜。

3．4 FT-30反滲透復(fù)合膜

Cadotte¨31在開發(fā)聚哌嗪酰胺類反滲透復(fù)合膜的同時，發(fā)現(xiàn)采用均苯三甲酰氯和問苯二胺在多孔支撐膜上界面聚合可制得一種高水通量和高溶質(zhì)截留率反滲透復(fù)合膜。這就FilmTech公司推出的幾30反滲透復(fù)合膜，這種膜表面呈明顯的峰谷狀結(jié)構(gòu)。后來，經(jīng)過工藝優(yōu)化推出了自來水脫鹽、苦鹽水脫鹽、海水淡化等一系列的反滲透復(fù)合膜。1987年，流體公司(uOP兀uid Svsterns)推出的TFcL系列反滲透復(fù)合膜也具有相同的化學(xué)結(jié)構(gòu)。其高壓膜可用于海水淡化，低壓膜則適用于苦鹽水脫鹽。1990年，海德能公司(Hydranautics，Inc)推出了cPA2反滲透復(fù)合膜，其功能超薄復(fù)合層也是由間苯二胺與間苯甲酰氯，均苯三甲酰氯通過界面聚合制得。其性能與Film代ch公司推出的F．I’-30反滲透復(fù)合膜相近。

3．5 uTc一70反滲透復(fù)合膜

東麗公司開發(fā)的uTD70反滲透復(fù)合膜中采用了均苯三胺(1，3，5-benzenetriaIIline)／間苯二胺與間苯甲酰氯／均苯三甲酰氯通過界面聚合反應(yīng)得到功能超薄復(fù)合層。由于uTC-70反滲透復(fù)合膜對痕量物質(zhì)的脫除十分有效，非常適合在超純水領(lǐng)域應(yīng)用。

3．6 A．15反滲透復(fù)合膜

杜邦公司(DuPont)的sundet等用l，3，5．環(huán)己烷三甲酰氯(c)rcloh伽e．1，3，5．tri．carbonyl cIIloride，HT)替代均苯三甲酰氯與間苯二胺界面聚合制得A-15反滲透復(fù)合膜。其NaCl截留率低于FI-30反滲透復(fù)合膜，但水通量有較大程度提高。國外對反滲透復(fù)合膜材料和膜的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)日益重視，有關(guān)方面的研究文章甚至專利都很少有詳細(xì)的介紹。我國近年來在973、863、科技攻關(guān)等國家層面的科技計劃中也設(shè)立了有關(guān)反滲透復(fù)合膜及其關(guān)鍵功能單體材料和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)等課題和專項，圍繞這些項目也開發(fā)了一些功能單體材料和反滲透復(fù)合膜，國內(nèi)目前有杭州北斗星膜制品有限公司和匯通源泉環(huán)境科技有限公司兩家可生產(chǎn)商品化海水淡化反滲透復(fù)合膜及膜元件，膜的脫鹽率為99．2％一99．5％，通量達(dá)到25—50 Um2．hr(測試條件：壓力800psi，溫度25℃，NaCl濃度32 000IIlg，L)，基本達(dá)到國外上世紀(jì)末的水平。與國外的海水淡化反滲透復(fù)合膜及膜元件相比，我國的海水淡化反滲透復(fù)

合膜及膜元件在性能上還存在較大差距。導(dǎo)致膜性能存在較大差距的原因是多方面的，首先，我國反滲透海水淡化膜材料品種偏少，目前僅有由間苯二胺和均苯三甲酰氯聚合的芳香聚酰胺一種商品化海水淡化反滲透復(fù)合膜；其次，我國反滲透復(fù)合膜的成膜工藝條件還需進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)；第三，膜元件的卷制工藝和設(shè)備還有待改善；后，制膜人員的水平也還有待加強(qiáng)和提高。

4反滲透復(fù)合膜研發(fā)方向

通過多元胺和多元酰氯的界面聚合制備反滲透復(fù)合膜是復(fù)合膜制備方法的一個里程碑。雖然聚酰胺反滲透復(fù)合膜的脫鹽率高、通量大、操作壓力低，有很好的機(jī)械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及水解穩(wěn)定性，但不耐游離氯，抗結(jié)垢和耐污染性差。近年來，通過開發(fā)新型制膜材料和膜材料改性等方法來提高聚酰胺反滲透膜的抗氧化和耐污染能力，是膜材料領(lǐng)域的研究熱點之一。

4．1 新型反滲透復(fù)合膜關(guān)鍵功能材料的設(shè)計與制備

(1)以提高反滲透復(fù)合膜脫鹽率為目標(biāo)的新型海水淡化膜材料和功能單體的制備及性能研究。通過在脫鹽層材料中引入能與水分子形成氫鍵的功能基團(tuán)，在脫鹽層表面形成一水分子富集層，從而提高膜脫鹽率。

(2)以提高水通量為目標(biāo)的新型海水淡化膜材料和功能單體的制備及性能研究。通過在功能膜材料中引入可促進(jìn)溶劑(水)傳輸?shù)挠H水基團(tuán)，提高膜的水通量，以達(dá)到提率、節(jié)約能源的目的。

(3)以提高反滲透復(fù)合膜抗污染性能為目標(biāo)的新型海水淡化膜材料和功能單體的制備及性能研究。通過在功能膜材料中引入特殊功能基團(tuán)，提高復(fù)合膜表面的親水性，使復(fù)合膜表面呈弱負(fù)電性或電中性，顯著減輕有機(jī)物、膠體及金屬離子等對膜的污染。

(4)以提高耐氧化(即耐氯性)為目標(biāo)的新型海

水淡化膜材料和功能單體的研究?；趯δぱ趸退獾臋C(jī)理分析(如圖10所示)，通過在功能膜材料中引入磺酸基、甲基等基團(tuán)，提高反滲透膜的耐氯性和抗氧化性能。

4．2功能單體的結(jié)構(gòu)與膜性能關(guān)系的研究

雖然科學(xué)家們在如何選擇膜材料方面提出了一些可供參考的依據(jù)，但還沒有建立多元胺和多元酰氯功能單體化學(xué)結(jié)構(gòu)與聚酰胺反滲透復(fù)合膜的透過性、截留性、耐氯性和耐污染性之間的定量關(guān)系。建立功能單體結(jié)構(gòu)與界面聚合后功能膜材料性能、膜性能之間的關(guān)系，進(jìn)而指導(dǎo)新型功能單體的結(jié)構(gòu)設(shè)計是今后的研發(fā)方向之一。

4．3界面聚合機(jī)理的探索

結(jié)合反滲透復(fù)合膜制膜過程，從多元胺和多元酰氯功能單體在油水兩相中的分配和擴(kuò)散，以及多官能團(tuán)縮聚反應(yīng)的凝膠化理論等角度探索界面聚合反應(yīng)的機(jī)理，從而指導(dǎo)界面聚合反應(yīng)，實現(xiàn)膜性能的化也是今后的研發(fā)方向之一。