密度梯度結(jié)構(gòu)的聚砜超濾膜的制備研究.pdf

1、本文以聚砜(PSF)為膜材料，以二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑，以小分子醇(乙醇、乙二醇和丙三醇)和酸(甲酸、乙酸和丙酸)為添加劑，純水為凝膠浴，通過浸入沉淀-相轉(zhuǎn)化法制備了不同制膜液組成的超濾膜。用掃描電鏡觀察了膜的表面形貌和截面結(jié)構(gòu)，用超濾膜評(píng)價(jià)裝置測定了膜的純水通量和對(duì)溶菌酶的截留率。用濁點(diǎn)滴定儀和落球粘度計(jì)測定了不同溶劑和添加劑含量時(shí)的濁點(diǎn)(Cp)、零切粘度(η0)和流動(dòng)活化能

2、(△E)?？疾炝酥颇ひ盒再|(zhì)對(duì)膜結(jié)構(gòu)和膜性能的影響，通過調(diào)控制膜液的組成，獲得了具有密度梯度結(jié)構(gòu)的超濾膜，并對(duì)相轉(zhuǎn)化成膜機(jī)理進(jìn)行了分析。 研究發(fā)現(xiàn)，PSF在三種溶劑中特性粘數(shù)大小順序?yàn)镹MP＞DMAc＞DMF，與PSF在三種溶劑中耐非溶劑水的能力順序相同。在相同聚合物濃度下，η0的大小的順序?yàn)镹MP＞DMF＞DMAc，△E大小的順序?yàn)镈MF＞DMAc＞NMP。以DMF為溶劑制備的膜截面為具有密度梯度的網(wǎng)絡(luò)狀孔，而以DMAc和NMP

3、為溶劑得到的膜為指狀孔。三種溶劑所制得超濾膜對(duì)溶菌酶的截留率的大小順序?yàn)镈MF＜DMAc＜NMP，而純水通量大小順序則相反。 以乙醇為添加劑時(shí)，隨著乙醇用量的增加，Cp和η0降低，△E先降低后升高。以乙二醇和甘油為添加劑時(shí)，隨著添加劑用量的增加，Cp降低，η0和△E升高。醇分子中含有羥基個(gè)數(shù)越多，其致濁能力越強(qiáng)。三種醇對(duì)膜結(jié)構(gòu)和膜性能的影響存在共同的規(guī)律，即：隨著醇加入量的增加，膜表面的可見孔增多，孔徑變大；截面指狀孔的數(shù)量減少

4、，孔尺寸增大；膜的通量逐漸增大，截留率降低。進(jìn)一步增加添加劑的用量，截面結(jié)構(gòu)從指狀轉(zhuǎn)變?yōu)楹＞d狀。 以酸類為添加劑時(shí)，隨著酸加入量的增加，Cp降低，η0和△E零切粘度上升(2％丙酸體系除外)。隨著分子中碳鏈的增長，酸的致濁能力減弱。三種酸對(duì)膜結(jié)構(gòu)和膜性能的影響存在共同的規(guī)律，即：隨著酸加入量的增加，膜表面的可見孔增多，孔徑變大；截面指狀孔的數(shù)量減少，孔尺寸增大；膜的通量逐漸增大，截留率降低。當(dāng)酸達(dá)到合適的量時(shí)膜截面都形成具有密度梯