納濾膜的物理性能的進一步研究

吳濤 張孝彥

1河南化工技師學院 河南開封 475000 2黃河水利職業技術學院 河南開封 475000

一、納濾膜

納濾技術是從反滲透技術中分離出來的一種膜分離技術，是超低壓反滲透技術的延續和發展分支，納濾膜是荷電膜，能進行電性相互作用，它具有敏銳的分子截留區，對不同物質能有目的地提純或去除。納濾膜在其分離應用中表現出兩個顯著特征:一個是其截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，為200-2000；另一個是納濾膜對無機鹽有一定的截留率，因為它的表面分離層由聚電介質構成，對離子有靜電相互作用。根據這一特征，推測納濾膜的表面分離層可能擁有1nm左右的微孔結構，所以近幾年來這種膜分離技術被命名為納濾。

離子交換容量的確定，了解納濾膜的離子通透性能，掌握納濾膜的離子容納量，通過納濾膜的電位檢測研究的大量數據，改進和確定納濾膜的最佳性能。

二，實驗方法及過程（以DIA復合納濾膜為例）

1.膜電位的測定方法

膜電位測量裝置為有機玻璃制成的二室槽，每一槽內有一片自制的AgCl電極，平時把AgCl電極連同測量槽保存在0.1mol/L和0.2mol/L的KCl溶液中使之平衡。先將膜樣品放在0.15mol/L的KCl溶液中使之電位平衡（泡30min），然后夾于兩個槽中間。AgCl電極兩端接數字萬用表，量程調到直流200mV檔。倒入新的0.1mol/L和0.2mol/L的KCl溶液，膜的致密層對著高濃度側(左側)，并攪拌溶液，既形成湍流又不能產生氣泡。當電位穩定后記下萬用表上的讀數即可。

三、過程及結果（QAPSF/PSF/DIA復合納濾膜）

1.KCl濃度對膜電位的影響

保持左右室濃度相等為0.0001mol/L，調整電位平衡，然后改變高濃度側(左側)的濃度，膜的致密層側為高濃度溶液(朝左)，改變高濃度側的濃度（0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0mol/l），看膜電位的變化。

濃度：0.001，0.005，0.01 0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0

電位：5.3,6.4,8.6，10.3,12.7,13.4,14.7,15.2,16.9,18.9,21.3,27.1,29.4,31.3

較大，0.1—0.7增長速度比較平均，0.7—0.8速度加大后接近平均。

2.膜電位與有機溶液中鹽濃度梯度的關系

兩側的有機溶液濃度均維持在0.001，膜的致密層朝左，左側加入KCl溶液，其濃度從0.001到1.0不斷變化。

KCl濃度：0.001，0.005，0.01，0.05，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0mv

濃度：0.001，0.005，0.01 0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0

電位：-17.1,-14.0,-10.3，-6.5,-3.0,1.0,5.0,7.9,10.7,14.3,17.6,14.3,13.7,11.9

濃度單位：摩爾每升，電位單位：毫伏

圖中顯示：在有機溶液中，當KCI溶液的濃度增大時(這樣就形成了濃度梯度)，在低濃度下，膜電位曲線顯示上升的趨勢;但是在高濃度時卻顯示下降的趨勢，曲線有可能達到穩定值。其主要原因可以歸結于離子的遷移作用對荷電膜特性的影響。

3.膜電位與有機溶液中鹽濃度梯度的關系

兩側的有機溶液濃度均維持在0.1mol/l，而左側通過0.1mol/lHCl溶液來調節，而右側的pH值用0.1mol/l的有機溶液來維持恒定值。pH=0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2

從圖上看，電位保持等量增加，0.5時出現偶爾偏差。整體趨勢為逐步增大的趨勢

總結

在膜電位的測量中，無機鹽溶液濃度濃度越大，產生的電位越大，有機溶液鹽濃度越大產生電位越大，但在0.7mol/l處達最大值，之后會緩慢下降。PH對膜電位的影響表現為：在0-1.2的范圍內，隨著PH的增加膜電位均勻增加。

[1]俞三傳,金可勇,潘巧明等.膜科學與技術,2001,21(1):1～3.

[2]《聚哌嗪酰胺復合納濾膜研制》.