结 论 19

致 谢 20

参考文献 21

1 绪论

1。1 纳滤膜简介

纳滤（NF）膜起源于 20 世纪 80 年代末期。纳滤膜在应用于分离时，不需 要太过严格的操作条件，同时该过程没有化学反应，因此其广泛地被应用于水处 理、染料和医药工业中的各种分离和浓缩过程。

纳滤膜的孔径在 1～2 nm 左右，其表面往往带负电，对不同电荷和不同价态 的离子具有相应不同的 Donann 电位[1]。纳滤膜孔径和表面特性决定了其独特的 性能：纳滤膜属于压力驱动膜，但在极低的工作压力下，仍能去除有毒有害物质。 在结构上，纳滤膜属于由化学成分不同的表面活性层和基膜组成的复合型膜。

海水通常含有较高的硬度。它们的直接使用通常会导致膜渗透性能衰减和污 染等问题，因此需要对海水进行预处理。纳滤膜用于海水软化过程，可去除海水

2-

中的 Ca2+、Mg2+、SO4

等易结垢的二价离子，降低结垢与污染的可能性，节约

成本[2]。此外，还能截留部分单价离子如 Cl-、Na+、K+；对海水中 TDS 的能降 低 57。7%。目前, 国外已经开展纳滤膜用于海水软化方面的研究与应用[3-6]，但国 内报道较少。

1。2    纳滤膜的特征

纳滤膜有四个明显的特征：（1）纳滤膜的截留分子量(MWCO)是在反渗透膜 和超滤膜之间，大约在 200～2000 左右[7]，可以选择性的分离大于 1nm 左右的溶 解组分。（2）纳滤膜表面活性层由聚电解质组成，故能够截留一定浓度的无机盐， 特别是对不同价态的阴阳离子，将有明显的截留差异。通常单价离子＜二价及以 上的离子。一价盐的脱除率会小于 90%，而二价盐的脱除率则相反。（3）离子价 位相等，离子半径越大，截留率越高；离子价位越高，截留率越高。（4）分离需 要的跨膜压差一般为 0。5-2。0MPa，比反渗透所需的跨膜压差低了 0。5-3。0MPa。

考虑到纳滤膜的这几个特征，使纳滤膜对无机盐的分离性能成为研究膜分离 的一个重要方面。这些使纳滤膜在水软化、有机低分子的分级浓缩、有机物的除 盐净化和浓缩等方面有独特的优点和明显节能效果[8]。

1。3 纳滤膜的制备技术

目前纳滤膜产品多以高分子纳滤膜为主[9]。采用复合法制备纳滤膜其实质是 在基膜上涂敷一层具有纳米级孔径的超薄表层。如聚苯胺纳米颗粒改性制备聚酰 胺复合纳滤膜[10]和荷正电季胺化壳聚糖/PEI 复合纳滤膜[11]均是通过复合法制得， 就复合法而言，超薄表层的制备和复合有涂敷法、界面聚合法和层层自组装等。 1。3。1 界面聚合法

界面聚合法是纳滤膜制备方法中应用最广泛的一种，其优点是：可以灵活地 控制超滤基膜和表面分离层的聚合，操作简单、可控。利用界面聚合原理使反应 物在互不相溶的两相界面处发生聚合，在基膜表面产生活性薄膜层，活性薄膜层 决定了纳滤膜整体的渗透率和溶质的截留率。采用该方法制备纳滤膜，是因为活 性薄层很关键，故必须调配好铸膜液，并且调控好超薄层的疏松程度，另外通过 后续处理如水解、离子辐射或热处理，可以进一步优化纳滤膜地性能。在整个复 合过程中，影响界面膜性能的因素有：基膜的类型和结构（孔径、亲水性、表面 形貌）、单体种类、单体浓度、单体在溶剂中的溶解度、分配系数和扩散系数， 以及添加剂种类和浓度等[12-13]。除了配方外，界面聚合法制备过程中的工艺条件 及其控制的精确度都对纳滤膜的微观结构和综合性能产生重要影响[14]。