Page 173 - 《精细化工》2023年第2期

第 2 期 李 浪，等: 具有 PDA-UiO-66 中间层耐溶剂复合纳滤膜的制备及性能 ·395·

图 13 为 TFN-U 2 膜在不同溶剂浸泡 48 h 后对刚
果红水溶液的分离效果。可以看出，TFN-U 2 膜在不
同溶剂浸泡后膜通量有不同程度增大，对于非强极
性溶剂丙酮、无水乙醇、乙酸乙酯、正己烷，膜通
量增加较小，对刚果红的截留率有轻微的下降，但
均＞94%。然而，在强极性溶剂 DMF 浸泡后，膜通
2
量增加到 190.47 L/(m ·h) ，与浸泡前〔 63.83
2
L/(m ·h)〕相比，膜通量提高了近两倍，这是因为
DMF 能够溶解 PA 层内在界面聚合反应过程中形成

的一些小聚合物，使水透过复合膜的流体阻力降低， 图 14 TFN-U 2 和 PA/PEI 膜的耐污染性能
渗透通量增加 [26] 。该结果与图 12 的结果一致，这表 Fig. 14 Contamination resistance of TFN-U 2 and PA/PEI
明本实验制备的 TFN-U 2 膜具有良好的耐溶剂性能。 membranes

2.3.4 膜运行稳定性分析
为测试复合膜的运行稳定性，将 TFN-U 2 膜在
0.6 MPa 下对 0.1 g/L 的刚果红甲醇溶液连续过滤
24 h，其结果如图 15 所示，发现前 2 h 的持续测试
2
后，TFN-U 2 膜的甲醇通量从 28.50 L/(m ·h)下降到
2
14.13 L/(m ·h)，下降了约 50.4%，对刚果红的截留
率从 93.2%增加到 98.3%，在过滤 2 h 后，膜的通量
和截留率保持基本不变，这可能归因于膜在前 2 h
过滤过程中，在压力的作用下被压实，以及溶质分

子造成膜孔堵塞增加了膜的传输阻力，使膜的通量
图 13 不同溶剂浸泡后 TFN-U 2 膜对刚果红水溶液的分
下降和截留率上升，在其他文献中也报道了类似的
离效果
Fig. 13 Separation effect of TFN-U 2 membrane on congo red 结果 [28] 。结果证明，即使 TFN-U 2 膜的甲醇通量降
aqueous solution after soaking in different solvents 低，但仍显示出一定的稳定性。

2.3.3 膜耐污染性分析
良好的耐污染性能可以增加膜的使用寿命。选
择质量浓度为 1.0 g/L BSA 溶液和纯水交替过滤测
试膜的防污能力，结果如图 14 所示。可以看出，在
前 60 min 膜通量下降较为明显，这是膜在压力下被
压实，导致通量下降，在 120 min 时纯水换成 BSA
溶液，TFN-U 2 和 PA/PEI 膜通量都出现了骤然下降，
同时随过滤时间的增加膜通量逐渐减小，这归因于
BSA 相对分子质量较大，在过滤过程中会附着在膜

表面堵塞膜孔，同时随过滤时间增加，膜表面污垢
图 15 TFN-U 2 膜对刚果红甲醇溶液的运行稳定性
层厚度不断增加，然而在 240 min 换成纯水过滤时， Fig. 15 Operation stability of TFN-U 2 membrane for congo
膜的纯水通量迅速增加，但不能完全恢复，这可能 red methanol solution

是由于污染物堵塞了膜孔。与 PA/PEI 膜相比，TFN-U 2
2.4 膜性能对比
膜的通量恢复率为 78.1%，高于膜 PA/PEI 膜的
表 1 为本研究与其他文献报道的含 MOFs 纳米
70.5%，耐污染性能得到有效提高。这是因为添加
颗粒的 SRNF 膜的性能对比。可以看出，与文献[29]
PDA-UiO-66 中间层不仅能够提高膜的亲水性，同时
相比，TFN-U 2 膜具有较高的甲醇通量但溶质截留率
有效控制 MPD 分子向 PEI 基膜的扩散速度，从而使
相对较低；而与文献[31-32]相比，TFN-U 2 膜甲醇通
生成的 PA 层更薄、更光滑。根据文献[27]可知，光滑
量较低但溶质截留率较高。总体而言，TFN-U 2 膜在
的膜表面能够减小污垢与膜之间的接触面积和受
保持较高甲醇通量的同时具有一定的溶质截留率，
力，从而抑制膜表面污垢的积累，使污垢滤饼层在
表明本研究制备的 TFN-U 2 膜在处理有机溶剂废水
膜表面难以形成，同时导致污垢在膜表面更易进行
中具有一定的应用前景。
水力清洗。