纳滤膜制备的研究进展

离技术 ，近 ２ Ｏ 年来发 展迅速 ，是当前膜分离技术研 究与开 发的热点之一 ，纳滤膜 因其低 成本 、低 维 护费用 以及 低压
操作而在废水处 理 、水软化 、医药 、食 品加 工等 工业 方面 有广泛的应用 ，因此纳 滤膜与 纳滤膜 制 备方法 的研 究成
为 纳 滤 膜 研 究 的关 键 。
中国材料科技与设备 （ 双月 ０ １ ）
纳滤膜制备 的研究进展
２ ０ １ ３年 ・ 第 ４ 期
纳滤 膜 制 备 的研 究进 展
李 国东 ，王晓璐
（ 南开大学滨海学 院环境科学 与工程 系 ，天津 ３ ０ ０ ２ ７ ０ ）
摘 要 ：对纳滤膜技术进行 了简单介 绍 ，包括 纳滤膜 的特点 、种类 、应用领域。综述 了国内外纳滤膜制备方 法的研究进 展 ，主要 有 Ｌ —ｓ相转化法 、共混 法、荷 电化 法、复合 法等。其 中复 合法是 用的 最多的 ，比较 容 易得到 高性 能的纳 滤膜。
料 的 过 程 中 ，可 以 通 过 纳 滤 工 艺 来 完 成 一 些 重 要 的 过 程 如 过滤 。纳 滤 在 食 品加 工 中被 应 用 到 了很 多 方 面 并 且 有 着 显
（ Ｐ Ａ） 、 交 联 全 芳 质 香 族 聚 酰 胺 膜
（ ＡＰＡ）
、
聚 乙烯 醇 膜 （ Ｐ ＶＡ） 、 磺 化 聚
硬 度 和 反 渗 透 膜 海 水 淡 化 的成 本 和 能 耗 Ｅ ８ － １ ｏ ］ 。
设备的投资和维护费用就可以降低 ，因为其对动力设备要求就
会降低 。而且由于纳滤膜上 常带 有电荷，Ｄ ｏ ｎ ｎ ａ ｎ效应阻止 了 同名离子向膜内的扩散 ，为 了保持 电中性 ，反离子 也被膜截 留，能分离出不同的离子。因此物料的荷电性 ，离子价数和浓 度对膜的分离效应有很大影响。正是 因为这些优点 ，纳滤技术 在世界范围内的各个领域被越来越多的应用。
制备出一种 不对称纳 滤膜 ，该膜具 有耐高温 、高压 及有机
溶 剂的优点 ，膜 可截 留相 对分子质量 为 １ ７ ０ —４ ０ ０的分 子 ， 其 中截 留相对 分子质量 为 １ ７ ０的膜 可有效地分 离汽油和煤
油 ，截 留 率 达 到 ９ Ｏ ％ 。 另 外 ， 中 空 纤 维 式 和 卷 式 膜 组 件
致羽质
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纳滤技术不但在水处理 方 面有 着重要 应用 ，在染料 工 业 、生物化学 、制药工业和食 品加丁业 等都 有重 要而广 泛 的作用 。抗生素原 料在原料 液 中的含量 和数量 都很少 ，用 传统 方法 回收 率很低 ，真 空压缩 会使 得 其性 质发 生 改变 ， 活性 降低 ，纳滤膜 则不 会 破坏 生物 活性 而且 损失 量 较少 。 因此 纳滤技术在生化工 程方面有着 重要 意义 。而在 生产 染
砜膜 （ Ｓ Ｐ Ｓ ）
著的效果 ，是食 品加工不可缺少的助力 。
按 膜 组 件 的 结 构 卷 式 、中 空 纤 维 式 、 管 式 和 板 框 式
形 式
按横截面形状
对称膜 、非对称膜 、复合膜
基金项 目：南开大学滨海学 院科研基 金项 目 ＊作者简介 ：李国东 （ １ ９ ７ Ｏ 一） ，男 ，副教授 ，主要从事膜材料方面 的研究 。Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ：ｇ ｄ —ｌ ｉ ｗｗ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｎ ｒ ｈ ｔ ｔ ｐ ｝ ｜ ｕ『 Ｌ 咖 ． ｃ ｍａ ｓ ｔ ｅ ｑ ． Ｃ Ｏ ｎ ・１ ・ ｒ
在表 １中，复合 膜 比不对称 膜具有许 多优点 ：它可 以
使 每层通过 剪裁达到最佳 性能 ，其 中超薄功能层 可 以优化 以实现理想 的选 择透过性 ，支撑膜 可以达到最佳 的强度 和 耐压密性 ｌ ２。Ｏｈ ｙ ａ ＿ ６ ］ 等 ，Ｏ ｋ ａ ｚ ａ ｋ ｉ 等＿ ７ ］ 用 聚 酰亚 胺成 功地
最后 ，总 结 了纳 滤 膜 制 备 方 法 中存 在 的 问题 并 对 纳 滤 膜 的 应 用 前 景 进 行 了展 望 。
关 键 词 ：纳 滤 膜 ；膜 技 术 ；膜 制 备 方 法 ；复 合 纳 滤膜
中 图分 类 号 ：ＴＱＯ ２ ８
文 献标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
纳滤是介于反渗 透和超滤 之 间的一种 压力驱 动型 膜分
两种 膜组件 的制 造技术要求 高 ，密封 困难 ，使用 中抗 污染 能力 差 ，对料液 预处理要求 高 。而板框 式和管式膜 组件虽
然清 洗方便 、耐 污染 ，但膜 的填充密度低 、造价高 。
１ ． ３ 纳滤膜 的应用领域
纳滤技术 的应用领域 相 当广泛 ，其在 水处理 领域 的应 用主要有 以下几个方面 ： （ １ ）饮 用水 的净 化 ； （ ２ ）海 水淡 化的预处理 ；（ ３ ）工业废水的处理 ；（ ４ ）生活污水 的处 理。 水污染越来越严重 ，因此人们也 越来越 关心 水质 问题 。纳 滤膜有助于去 除水 中的杂质和 一些常规 方法 去除不 了的细 菌等物质 。纳滤 技术 在海 水淡 化处 理 中起 着重要 的作 用 ， 在用传统方法处理 时 ，往往会 出现结垢 污染 现象 ，而采 用 纳滤进行预处理则可 以解决这个 问题Leabharlann Baidu，同时还能 降低海 水
的填 充密度高 ，造价低 ，组件 内流体力 学条件好 ；但 是这
１ 纳 滤膜 简 介
１ ． １纳 滤膜 的 特 点［ 。 ］
纳滤膜拥 有 纳米 级 的膜 孔 径 ，其截 留分 子量 在 ２ ０ ０ ～ ２ ０ ０ ０ ，由于纳滤膜上通常带有电荷 ，因此 ，对带电的离子有很 高的截 留率。在纳滤过程中的操作压力一般小于 １ ． ５ ＭＰ ａ ，故 也称为低压反渗透膜或疏松的反渗透膜。操作压力低的话对于
１ ． ２纳 滤 膜 的种 类
纳滤膜可分 为有 机膜 和 无 机膜 。无 机膜 包 括 陶瓷 膜 、 金属膜等 。无机纳滤 膜具有 良好 的耐溶 剂性 能 ，但 价格 昂
贵 。 目前 应 用 最 广 的 有机 纳 滤 膜 分 类 如 表 １ 。 表 １ 有 机 纳 滤 膜 的分 类
醋酸 纤 维 素 膜 （ Ｃ Ａ） 、聚 酰 胺 复 合 膜