表面偏析超濾膜的制備及其抗污染機(jī)理研究.pdf

1、膜污染是限制超濾過程廣泛應(yīng)用的瓶頸，因而研究膜污染機(jī)理和開發(fā)抑制膜污染的方法已經(jīng)成為超濾領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。論文以解決高分子超濾膜污染為出發(fā)點(diǎn)，采用蛋白質(zhì)溶液為模型體系，聚醚砜(PES)為膜主體，聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(Pluronic)兩親嵌段共聚物為表面改性劑，制備了不同類型表面偏析超濾膜。 采用DSC、XPS、FTIR、靜態(tài)接觸角和SEM等方法對PES-Pluronic表面偏析超濾膜進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：由于Plur

2、onic與PES之間的部分相容性，使Pluronic在成膜過程中發(fā)生表面偏析，增大了膜表面親水性，但并未改變膜原有的不對稱結(jié)構(gòu)。通過計(jì)算Pluronic在膜表面覆蓋度和膜中殘留率，考察了影響濕法相轉(zhuǎn)化過程中Pluronic表面偏析行為的因素。結(jié)果表明：Pluronic的親疏水鏈段長度之比和分子量是影響Pluronic表面偏析行為的兩個(gè)重要因素。 通過對PES-Pluronic表面偏析超濾膜分離特性和抗污染特性的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)：P

3、luronic的引入增大了超濾膜的膜孔徑，降低了蛋白質(zhì)截留率；膜表面高密度PEO鏈段，使PES-Pluronic表面偏析超濾膜具有優(yōu)良的抑制蛋白質(zhì)吸附能力和抗污染特性，蛋白質(zhì)吸附量最低可降到0，通量恢復(fù)率最高可達(dá)到89％，高于空白膜的62％。 為了進(jìn)一步提高膜表面PEO鏈段覆蓋度，利用Pluronic P123制備一系列枝狀嵌段共聚物，并將其用于表面偏析超濾膜的制備。結(jié)果表明：枝狀嵌段共聚物具有較高的表面偏析能力，由其制備的表面

4、偏析改性膜具有較高的親水性和抗污染性能，并且增大枝狀嵌段共聚物中PEO臂數(shù)可以提升表面偏析超濾膜的抗污染特性。 測量了PES鑄膜液濁點(diǎn)線和凝膠值，考察了Pluronic的引入對鑄膜液相行為的影響，研究表明Pluronic的加入改善了鑄膜液的穩(wěn)定性。采用分子模擬對Pluronic表面偏析機(jī)理以及鑄膜液相行為進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明：由Pluronic結(jié)構(gòu)不同引起的相互作用力差異是導(dǎo)致表面偏析行為差異的根本原因；加入Pluronic