《含水通道磷脂複合反滲透膜的製備及性能研究》是依託中國海洋大學，由王志寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：含水通道磷脂複合反滲透膜的製備及性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王志寧
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著反滲透套用領域的擴展，作為反滲透技術核心的反滲透膜也面臨著新的挑戰，越來越多的新型功能材料顯示出在反滲透領域的潛在套用價值。本項目擬以納濾膜為支撐介質、以磷脂雙層膜為基膜，製備分別含有水通道蛋白及碳納米管的支撐磷脂複合反滲透膜,並通過添加甘油單酸脂調控磷脂雙層膜的機械性質，提高複合反滲透膜中水通道的均勻分散和定向排列。利用AFM、SEM、ATR-FTIR、接觸角測定、DSC等實驗技術，表征所製備複合反滲透膜的表面形貌、結構，分析膜組分間的相互作用，揭示複合反滲透膜的形成機理；通過納濾反滲透膜性能評價裝置、離子色譜儀、水質分析儀等儀器測試複合反滲透膜的分離性能，探索其分離機理。本項目旨在製備一種新型的反滲透複合膜，闡明其成膜機理和分離機理，並通過上述研究為新型反滲透膜的發展及海水淡化提供新思路和理論基礎。
結題摘要
膜法水處理技術是解決當今世界水資源短缺最有效、最經濟的途徑之一，但傳統膜技術製得產品在材料成本、膜分離性能及能源消耗方面始終達不到很好的協調與平衡。本項目以製備高性能仿生膜為目的，圍繞提高膜通量和截留率、增強仿生膜機械強度、降低膜污染開展了研究工作。首先研究了含有水通道蛋白（AQP）的仿生膜成膜機理，並對成膜條件進行了最佳化，最終製備得到了通量為85 LMH，NaCl截鹽40%的仿生膜。在研究過程中發現，含AQP仿生膜的主要瓶頸在於膜缺陷的控制和膜強度的提升，因此我們利用靜電層層自組裝的方法，提高了仿生膜與基膜之間的吸引作用力，進一步製備得到了缺陷少、強度高的仿生膜，該膜的通量為25 LMH，NaCl截鹽為75%，MgCl2截鹽率達到98%，而且製備得到的仿生膜能夠連續操作5天，在0.24 mM Triton X100的清洗作用下仿生膜的通量和截鹽都能保持穩定。除了AQP，我們還嘗試利用碳納米管（CNTs）作為水通道，製備高性能的納米材料複合膜。利用相轉化的方法，成功製備了含CNTs的膜，並研究了CNTs管徑、含量對膜性能的影響。另外，我們還對PVDF膜進行了親水改性，通過接枝PHEMA，使膜恢復通量達到81.77%，抑菌率達到90.0%（金黃色葡萄球菌）。
