流量和截留性能是微孔濾膜重要的本征參數(shù),可直觀地反映微孔濾膜性能。下圖為TFC膜和TFC-PNIPAM膜在不同跨膜壓力下的純水流量圖,可以發(fā)現(xiàn)TFC膜和TFC-PNIPAM膜的流量在1~6bar跨膜壓力下呈現(xiàn)正相關(guān)性,表明微孔濾膜的超濾支撐層、聚酰胺分離層和PNIPAM鏈均具有較好的機(jī)械穩(wěn)定性,可在高壓錯(cuò)流條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

在跨膜壓力為5bar時(shí),TFC膜的純水流量為49.3L/(m2·h),該流量與傳統(tǒng)微孔濾膜流量相近。通過對(duì)比1~6bar跨膜壓力下的純水流量值,可以發(fā)現(xiàn)TFC-PNIPAM膜的純水流量相比TFC膜提升約71%。

天津津騰前期研究表明,聚酰胺分離層的阻力占據(jù)微孔濾膜總阻力的95%以上,因此微孔濾膜的流量主要與界面聚合過程中形成的聚酰胺分離層有關(guān)。在制備TFC-PNIPAM膜的過程中,在有機(jī)相中引入了BIBB單體,由于BIBB單體僅有一個(gè)與PIP的反應(yīng)位點(diǎn),可局部終止該位點(diǎn)處的縮聚反應(yīng),使形成的聚酰胺分離層具有較低的交聯(lián)度與厚度,因此TFC-PNIPAM膜的純水流量顯著提升。

同時(shí),PNIPAM具有大量親水的仲酰胺基團(tuán),可以通過氫鍵作用吸附水分子并在膜表面形成一層致密的水合層,進(jìn)一步提升TFC-PNIPAM膜的純水流量。由于TFC-PNIPAM膜的流量顯著提升,可降低微孔濾膜運(yùn)行過程中的能耗。

TFC膜和TFC-PNIPAM膜在不同跨膜壓力下的純水通量