Page 43 - 《精细化工》2022年第3期
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第 3 期                          蒋丽红，等:  凹凸棒石复合分离膜的研究进展                                    ·465·


            的运动。另一方面，MATP 的添加加速了界面上溶                           (SA)-ATP(2%)/PAN 复合膜。研究发现，水和乙醇对
            剂和非溶剂之间的交换速率，导致复合膜的表皮层                             SA-ATP(2%)/PAN 复合膜的渗透率和选择性均大于
            减少，在一定压力下，表皮层厚度的减小会降低跨                             SA/PAN 复合膜，这是由于 ATP 降低了 SA 的结晶度，
            膜阻力，这也使复合膜渗透通量增强。XING 等                     [53]   增加了 SA 基体的链间距，并产生了许多界面区，如
            制备了添加 ATP 质 量分数为 2% 的海藻酸钠                          图 3 所示，增大了复合膜的渗透性。






















                                     图 3  SA-ATP(2%)/PAN 复合膜的水渗透机理示意图            [53]
                   Fig. 3    Schematic diagram of water permeation mechanism of SA-ATP(2%)/PAN composite membrane [53]

                    表 2   不同 ATP 复合分离膜的膜通量                     膜的渗透性提高，但当 ATP 的量进一步增加时，ATP
            Table 2    Membrane flux of different ATP composite separation   累积会产生更多的粒间孔，界面孔数量的减少会使
                    membranes
                                                               渗透性降低     [59] ；其次，ATP 的耐水性优于聚合物，
                                         2
                    膜材料           通量/[L/(m ·h)] 压力/MPa 参考文献
                                                               ATP 的加入减少了水分子在聚合物基体中的扩散，
             GO/ATP（质量比为 1∶3）     纯水    1560   0.1    [25]
                                                               提高了水分子的透过率；此外，ATP 纳米棒表面含
             GO/ATP（质量比为 1∶4）     纯水    1867   0.1   [25]
                                                               有大量羟基，包括氢氧化硅、氢氧化镁和氢氧化铝，
             GO/ATP（质量比为 1∶5）     纯水    1360   0.1   [25]
                                                               它们都具有优异的吸水能力             [60] ，可形成水合层，并
                           ①
             GO/ATP/CN@BOC-3      纯水    4600   0.1    [26]
                       ②
             PVDF/ATP-L7          纯水    260.7  0.1    [28]     作为 ATP 表面的一部分，促进水分子在复合膜中的
                       ③
             PVDF/ATP-S7          纯水    279.2  0.1    [28]     传输，开放的选择性通道提高了水分子的选择性，
             PVDF/0.7ATP          纯水    401.1  0.1    [29]     膜亲水性的改善提高了膜通量。
                      ④
             PES/ATP              纯水    229.5  0.1    [31]     3.2.2   重金属污染的分离
             TFN-ATP/TiO 2        纯水     40.0  1.6    [32]         全球工业化的增长导致了工业废水前所未有的
                      ⑤
             PVDF/10ATP           纯水    282.5  0.1    [43]     增加，廉价的 ATP 复合分离膜为高效处理水体重金属
             NFMs-PVA/ATP         纯水    105.0  0.1    [44]     污染带来更多可能        [61-62] 。LIU 等 [57] 制备了陶瓷负载
             PVDF/7MATP           纯水    356.2  0.2    [52]
                                                               GO/ATP 复合膜。由于 GO 的横向尺寸大于 ATP 纳米
                            ⑥
             PVDF/ATP-g-PNIPAM    纯水    210.0  0.1    [54]
                                                               棒的总束尺寸      [63] ，因此 ATP 纳米棒可以很容易地嵌
                        ⑦
             TFN-7.5ATP/Ag        纯水     39.3  1.6    [55]
                                                               入到 GO 片内，从而形成交错的结构，该结构具有
             ATP 中空纤维膜（0.3 μm）    纯水    2297   0.1    [56]
                                                               密集的传送通道，尺寸排斥作用显著提高了对重金
             ATP 中空纤维膜（1.28 μm）   纯水    9655   0.1
                                                               属离子的截留率。当 GO 与 ATP 的质量比保持在 1∶
             陶瓷负载 GO/ATP 复合膜      纯水     6.3   0.5    [57]
                                                                                                         2+
             （质量比为 1∶2）                                        2 时，制备的 GO/ATP 复合膜对重金属离子 Cu 、
                                                                 2+
                                                                     2+
                                                                            2+
             ATP 陶瓷微滤膜（0.25 μm）   纯水    1540   0.1    [58]     Ni 、Pb 和 Cd 表现出优异的截留率（接近 100%）。
                 ①3 代表 ATP 质量分数为 3%；②、③7 代表 ATP 质量分            ZHANG 等  [64] 制备了 PVDF/聚酰胺-胺型树枝状高分
            数；④、⑤0.7 和 10 代表 ATP 的质量分数；⑥ATP-g-PNIPAM 为         子（PAMAM）-ATP 双组分复合膜。研究发现，其
            ATP 接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺)；⑦7.5 代表 ATP 的质量分数。                   2+   2+   2+
                                                               对 Cu 、Cd 、Ni 的最大吸附量分别为 155.2、124.2、
                 表 2 总结了 ATP 复合分离膜的通量，加入 ATP                   125.5 mg/g，这是由于 MATP 具有更大的孔径，使金
            后 UF 膜、NF 膜及 RO 膜的通量都得到了很大改善，                      属离子更容易进入膜孔。赵紫娟等               [65] 在陶土/粉煤灰
            在基膜材料中引入 ATP 后，界面孔数量的增加导致                          基体上涂覆 ATP 制备了纳米级 ATP 复合膜，在溶液
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