1. 研究目的与意义
随着工业发展的越来越迅速，工业废水的污染也越来越严重，这些被污染的工业废水中存在大量的有机和无机化学污染物质，对环境造成了很大的威胁。绿色高效的水处理技术逐渐受到世界各国的广泛关注和重视。一些传统的水处理技术，例如絮凝和高级氧化等，然而这些方法在使用过程中需要添加化学试剂，容易造成二次污染。采用膜材料处理方法具有吸附性能好、二次污染小等特点受到越多人关注。近年来，纳滤由于其高效率、低能耗等优势,已经成为海水脱盐和饮用水净化领域的研究热点。
膜分离技术是指不同粒径分子的混合物在通过分离膜时，能够实现选择性分离，其具有节能、高效、环保、操作简单等特点，对于以后环境治理方面有很高的研究价值。其中20世纪80年代发展起来的纳滤技术是膜分离技术的一个重要分支，是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离技术，相比于其他膜，纳滤膜虽然出现时间最晚，但其填补了超滤和反渗透之间的空白，凭借优于超滤膜的分离性能和远低于反渗透膜的能耗，吸引了广大科研工作者的兴趣并得到广泛的研究与应用。纳滤膜作为一种压力驱动型分离膜，具有高通量、高选择性和高通用性，并保持较高的化学稳定性和机械稳定性，截留分子量处于200~1000da，在废水处理、开发水的再利用方面有很大的应用潜力，利用纳滤膜对单价盐和多价盐具有选择性筛分的特点，可实现资源的提取利用。目前新型纳滤膜的研究主要是新单体发现与合成以及共混，接枝等方法改性以制备性能更好的纳滤膜，能够用简单的工艺制备出性能优异的纳滤膜是科学面临的一大挑战。聚丙烯腈（pan）超滤膜具有优良的耐溶剂性，其截留相对分子质量为100000，纯水通量为2020l/(m2·h·mpa)，被广泛用作有机溶剂纳滤复合膜的支撑层。丹宁酸（ta）作为一种天然的植物多酚，具有良好的生物粘性和丰富的物理化学性能。
本次研究利用丹宁酸与fe3 的螯合作用，以聚丙烯腈超滤膜作为表面组装用基膜，以丹宁酸作为有机配体，fe3 作为无机交联剂，在超滤膜表面形成稳定的交联网络结构，制备出具有高通量、高选择性薄层复合纳滤膜，并且对复合纳滤膜的筛分性能进行研究。利用此方法制备的纳滤膜，与同类型的组装膜相比具有制备方法简单，过滤过程简单，适用范围广，能耗低等优点。通过对其性能的不断探索与优化，为纳滤技术处理水污染提供理论依据。
2. 研究内容和预期目标
本次研究主要包括三部分内容。
一是羧基化聚丙烯腈基膜的制备；制备羧基化聚丙烯腈超滤膜，作为表面组装用基膜，采用碱水解的方法，用氢氧化钠溶液处理，使膜表面的腈基水解为羧基钠盐，最后使用酸处理的方法将其转化为羧基。二是丹宁酸薄层复合纳滤膜的制备；基于三价铁离子与羧基间的络合作用，调控丹宁酸在基膜表面的组装，制备高通量、高选择性薄层复合纳滤膜。三是对制备好的复合纳滤膜进行筛分性能研究；本次研究选取二价盐、一价盐离子作为主要探索对象，并通过对其筛分性能进行研究，总结出合纳滤膜膜对盐离子的筛分特性，并且进行实验优化。
通过相关实验与分析，预期制备出具有高通量、高选择性和低能耗的薄层复合纳滤膜，并且探究其制备过程的影响因素，确定最佳制备方案和制备条件。利用x射线光电子能谱、扫描电子显微镜和红外光谱等仪器对复合纳滤膜的物理特性进行表征，得到材料的微观结构图，并且分析复合纳滤膜的化学组成。同时对膜的性能进行评价测试，探究出对二价盐、一价盐离子的筛分性能影响规律。
3. 研究的方法与步骤
（一）制备羧基化聚丙烯腈基膜
采用碱水解的方法，用1.5mol/l的氢氧化钠溶液，在60℃环境下处理1小时，使膜表面的腈基水解为羧基钠盐，接着使用1mol/l的盐酸溶液对膜进行处理将其转化为羧基，用水漂洗膜内残留的盐酸溶液并将膜浸泡在纯水溶液中24小时，制备出羧基化聚丙烯腈超滤膜，作为表面组装基膜。
（二）制备丹宁酸薄层复合纳滤膜
4. 参考文献
[1]代磊，张志广，安亚欣，张所波.聚酰胺纳滤膜制备过程中溶剂对膜性能的影响[j].膜科学与技术,2017,37(4): 50-57
[2]张弦，吴铭榜，杨熙，杨静，徐志康.掺杂薄层复合纳滤膜的制备及其性能研究[j].膜科学与技术,2020,40(1): 8-15
[3]郭冬雪.基于单宁酸构建选择层的复合纳滤膜制备及其性能研究[d].浙江师范大学,2020
5. 计划与进度安排
（一）第1周——第3周（2022-03-01—2022-03-21）
①查阅整理相关资料，查找相关文献，明确研究内容，设计实验方案。
（二）第4周——第5周（2022-03-22—2022-04-04）
