Page 176 - 《精细化工》2020年第3期

·594· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

由图 3 可见，PAN 基膜表面平整光滑，可观察 子成功引入纳滤膜中。
到极细小的孔洞；NH 2 -HBPA 与 TMC 在膜表面发生 2.2.3 AFM 分析
界面聚合后，PAN 膜表面略微粗糙，出现颗粒状物 界面聚合往往发生在两相界面处靠近有机相的
质及沟壑；随着 AEPPS 的加入，沟壑和颗粒物更加 一侧 [19] 。相对而言，与最多能提供两个反应位点的
明显，当质量分数达到 0.8%时，沟壑间隙变宽。对 小分子 AEPPS 相比，能提供多个反应位点的 NH 2—
NF06 膜表面进行 EDS 元素分析（见图 4），除出现 HBPA 和 TMC 反应更易形成结构疏松的分离层。
C、N、O 等元素外，还出现了 S 元素，证实两性离 NF 膜的 AFM 分析见图 5，具体数据见表 1。

a—NF0；b—NF02；c—NF04；d—NF06；e—NF08
图 5 NF 膜的 AFM 图
Fig. 5 AFM images of NF membranes

表 1 膜表面粗糙度 TMC 发生反应形成更多的聚酰胺分子沉积在初生层
Table 1 Average roughness of NF membranes 表面。在本文时间范围内，后期的沉淀导致了膜表面
平均粗糙度 R a/nm 粗糙度增大，所以，平均粗糙度由不加 AEPPS 的
NF0 8.10 8.10 nm 增大为 18.04 nm。
NF02 18.04 随着 AEPPS 质量分数增至 0.4%后，AEPPS 提
NF04 8.43
供的氨基数量增多，且尺寸较 NH 2 -HBPA 小，扩散
NF06 38.30
速度更快，因此，参与初期分离层形成的机会增大。
NF08 9.21 如前所述，它参与形成的初生分离层更加致密，使

图 5 中，不加 AEPPS 的 NF0 膜表面较平滑， 后期分子的扩散、继续反应更难，导致膜表面平均
平均粗糙度为 8.10 nm。加入 AEPPS 后，膜的粗糙 粗糙度降低，为 8.43 nm。继续增大至 0.6%时，水
度呈现锯齿状变化。NF02、NF04、NF06 和 NF08 相溶液中氨基数量增多，使初生层疏松度增大，有
的膜表面平均粗糙度分别为 18.04、8.43、38.30 和 利于后期分子的扩散，生成的聚酰胺增多，所以平
9.21 nm（见表 1）。 均粗糙度又增至 38.30 nm。浓度增大到 0.8%后，膜
究其原因，当水相中 NH 2 -HBPA 质量分数为 疏松度继续增加，此时有利于分子尺寸大一些的
0.6%、AEPPS 的质量分数为 0.2%时，NH 2 -HBPA 浓 NH 2 -HBPA 扩散，导致膜表面的平均粗糙度又有所
度大且含有大量的端氨基，所以与有机相中 TMC 降低，为 9.21 nm。
接触机会更多，更可能首先与酰氯发生反应生成不 2.2.4 亲水性
溶于水的超支化聚酰胺初生分离层，接着，水相中剩 膜接触角测试结果见图 6。由图 6 可见，与未
余的 NH 2-HBPA 或 AEPPS 扩散通过初生分离层再与 添加 AEPPS 单体的纳滤膜相比，膜的水接触角均减