Màng composit th ng là lo i màng có hi u qu tách cao, có đ c tính c h c và hóa h c t t [82]. H u h t các lo i màng composit th ng m i hi n nay đ u có l p ho t đ ng đ c ch t o t m t trong hai lo i polyme sau: celulose acetate (CA) ho c polyamid (PA). Màng composit làm t v t li u celulose acetate hi n v n còn khá thông d ng. Màng CA a n c h n, nh ng kh n ng chu dung môi kém, kho ng pH làm vi c thích h p t ng đ i h p (4,5 – 7,9), d b nh h ng b i vi sinh v t, và d b nén ép áp su t cao [49]. Trong khi đó, màng composit v i l p b m t làm t v t li u polyamid có th ch u
7
đ c nhi t đ cao h n, kho ng pH r ng h n, khó b phân h y khi có m t vi sinh v t, và ít b nén ép áp su t cao [49]. Do đó, màng l c TFC-PA hi n là m t trong nh ng lo i màng composit quan tr ng nh t, đ c s d ng nhi u trong s n xu t n c s ch và x lý n c ô nhi m [78].
Màng TFC-PA g m có 3 l p, l p b m t (top layer) là polyamid, d i l p b m t là l p đ x p polysulfone có đ b n c lý cao, d i cùng là l p n n polyester (hình 1.3) [32,35,78]. L p b m t đ c ch t o b ng ph ng pháp trùng h p qua b m t phân gi i (interphase polymerization) t các monome m-phenylenediamine (MPD) và trimesoyl chloride (TMC) (hình 1.4). Kh n ng tách l c c a màng do l p b m t polyamid quy t đ nh, kích th c l l p b m t vô cùng nh (th ng nh h n 2 nm) và r t m ng [35,49,78]. Do l p ho t đ ng m ng và ch t sít, nên lo i màng này có kh n ng tách l c v t tr i (n ng su t l c và đ l u gi cao). Màng TFC-PA có đ b n nhi t, b n hóa h c và b n c h c t t, nên đ c ng d ng trong nhi u quá trình tách, đ c bi t trong quá trình làm s ch và x lý n c ô nhi m [24,35,58,84,99].
8
Hình 1.4. Gi n đ minh h a quá trình trùng h p qua b m t phân gi i t o màng TFC-PA [120]
Tuy nhiên, màng TFC-PA có nh c đi m là l p b m t polyamid k n c và b m t màng thô nhám nên màng d b t c do s bám ph c a các ch t đ c l u gi b i màng trong quá trình l c [49,74,99]; thêm n a, kh n ng ch u môi tr ng chlor ho t đ ng c a lo i màng này khá th p (chlor ho t đ ng và nh ng h p ch t ch a chlor ho t đ ng th ng có trong n c do quá trình kh trùng, làm s ch vi khu n [41]), các h p ch t ch a chlor ho t đ ng có th ph n ng v i nhóm amide trên b m t màng, gây h h i l p b m t, và làm suy gi m đ c tính tách c a màng [49,74]. Th m chí, n ng đ m t vài mg/L c a dung d ch ch a chlor ho t đ ng c ng có th làm suy gi m đ c tính tách c a màng TFC-PA [49,74].
C ch ph n ng c a chlor ho t đ ng v i nhóm polyamid trên b m t màng đ c ch ra trên hình 1.5. C u trúc hóa h c c a l p polyamid s b thay đ i khi ti p xúc v i chlor ho t đ ng, b i vì nguyên t H c a nhóm amide s tham gia ph n ng đ t o h p ch t c chlor m t cách d dàng [41]; sau đó là s s p x p l i thành h p ch t Orto-Chlor, d n đ n làm suy thoái l p ho t đ ng polyamid [37,122].
9
Hình 1.5. C ch ph n ng c a nhóm polyamid trên b m t màng khi ti p xúc v i dung d ch chlor ho t đ ng [37]
S suy thoái l p ho t đ ng polyamid b i chlor ho t đ ng có th đ c ng n ch n b ng cách ph l p polyme khác lên b m t màng, ng n không cho nhóm amide ph n ng tr c ti p v i chlor ho t đ ng trong dung d ch. Ni cùng c ng s [74] đư ph l p copolyme poly (methylacryloxyethyldimethyl benzyl amoni chloride–r–acrylamide–r–2- hydroxylethyl methacrylate) lên b m t màng TFC-PA đ t ng kh n ng ch u môi tr ng giaven. K t qu là màng sau ph có kh n ng ch u đ c dung d ch NaClO 16000 ppm/h, trong khi màng n n ch ch u đ c dung d ch NaClO 3000 ppm/h.
Nh v y, ngoài vi c nghiên c u bi n tính b m t màng TFC-PA nh m làm t ng n ng su t l c, duy trì ho c nâng cao đ l u gi , đ ng th i, gi m m c đ t c màng trong quá trình l c, thì vi c nâng cao kh n ng ch u pH và ch u môi tr ng ch a chlor ho t đ ng c a màng sau khi bi n tính b m t c ng là m t v n đ r t đ c quan tâm, đ c bi t khi ng d ng màng trong làm s ch n c và x lý n c ô nhi m.