Fabrication of amino-alcohol based polyesteramide thin film composite membranes for nanofiltration

纳滤 界面聚合 单体 薄膜复合膜 化学工程 高分子化学 化学 聚酰胺 聚酯纤维 聚合物 材料科学 有机化学 反渗透 工程类 生物化学
作者
Shaochong Cao,Aiwen Zhang,Miaomiao Tian,Yuanli Jiang,Guanying Dong,Yatao Zhang,Junyong Zhu
出处
期刊:Separation and Purification Technology [Elsevier BV]
卷期号:305: 122547-122547 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.seppur.2022.122547
摘要

Although polyesteramide (PEA) nanofiltration membranes exhibit multi-functionalities such as superior antifouling property and chlorine resistance, their low water permeability poses a major impediment for water treatment. In this study, new PEA-based thin film composite (TFC) membranes were constructed by utilizing the amino-alcohol monomers [tris(hydroxymethyl)aminomethane: THAM, and 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol: AMPD)] via interfacial polymerization (IP) with trimesoyl chloride (TMC). The THAM monomers with one more hydroxyl group endow the synthesized TFC membranes with higher hydrophilicity and more negative charges contrasted to AMPD-TFC membranes. Interestingly, the AMPD containing non-polar methyl groups were found to attain more compact TFC membranes with a MWCO of 579 Da. This is because more rapid diffusion of AMPD toward the organic phase promotes a more adequate IP reaction, leading to high-crosslinked membranes with smaller pore sizes. The resulting THAM-TFC membrane with a larger pore size exhibit a high water permeability (17.7 LMH bar−1), and superior salt rejection (Na2SO4: 98.0 %), outperforming the reported polyester NF membranes. Due to the inactive chlorination reaction site of the polyester group, the PEA membranes exhibited stable separation performance after immersion in a harsh chlorine environment up to 96 h. This study comprehensively compared the effects of two structural-similar monomers on membrane structures and performance, providing a guidance of using suitable monomers to fabricate the high-flux NF membranes.
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