DOI:10.1016/j.desal.2020.114409
本文中,研究者使用如下方法制备了两种电纺膜:1)磺化的聚亚芳基醚砜,需要化学交联以提高其机械强度,以及2)热重排的聚(苯并恶唑-酰亚胺),其具有良好的机械坚固性,同时需要亲水涂层。使用均苯三甲酰氯(TMC)和间苯二胺(MPD)单体,通过界面聚合在支撑层上制备了两种具有高孔隙率和低结构参数支撑层的薄膜复合膜(TFC)。用NaOCl溶液对两种TFC膜(分别表示为XBPSH-TFC-Cl和XPBO-TFC-Cl)进行氯改性,以提高聚酰胺选择层的透水性(A),同时保持良好的盐截留率(R)。结果表明,分别使用1 M NaClaq和去离子(D.I.)水作为萃取液和进料液,高效XPBO-TFC-Cl在21 bar时达到26.6 W·m-2的峰值功率密度。模拟结果表明,与XBPSH-TFC-Cl相比,XPBO-TFC-Cl受不良现象(如浓差极化和逆盐渗透)的影响较小,在不同的进料源下,其性能下降幅度较小。这些结果证明了下一代TFC膜的巨大潜力,它们通常用于发电和液体分离。
图1.逆渗透和逆渗透试验所用设备的示意图。
图2.获得XBPSH-ESM和PBO-ESM的化学反应图解。
图3.使用BPSH-ESM、XBPSH-ESM、HPI-ESM和PBO-ESM进行(a)FT-IR和(b)TGA测量的结果。由图3(a)得出的曲线图显示了两个红外光谱的透射率值之间的差异。
图4.(a)BPSH-ESM、(b)XBPSH-ESM、(c)XBPSH-TFC、(e)PBO-ESM、(f)XPBO-ESM和(g)XPBO-TFC的表面扫描电镜图像。(d)XBPSH-TFC和(h)XPBO-TFC的横截面扫描电镜图像。
图5.(a)不同水压下XBPSH-TFCs和XPBO-TFCs的水通量和(b)功率密度。逆渗透试验分别使用1 M NaClaq和D.I.水作为提取和进料溶液,提取流速为0.3 L·min-1。(c)XPBO-TFCs在3.0 L·min-1提取流速下的水通量和功率密度。
图6.使用不同进料溶液时,XBPSH-TFC-Cl和XPBO-TFC-Cl中(a)不利因素和(b)损失率比值的变化。