超濾膜表面親水改性及其抗污染性能研究.pdf

1、作為一種綠色高效的新型分離技術(shù)，超濾在生物分離領(lǐng)域具有廣闊前景。目前，膜污染依然是制約超濾應用效率的瓶頸。膜材料是影響膜污染的主要因素，開發(fā)親水性膜材料或者提高現(xiàn)有材料的親水性被認為是降低膜污染的有效途徑。本論文以降低高分子超濾膜在生物分離中的污染為出發(fā)點，系統(tǒng)研究了膜的制備和膜表面的親水改性。 采用反相成膜法制備聚乙烯醇縮丁醛(PVB)超濾膜，并通過酸催化水解對其進行化學處理改性。對改性后的PVB膜進行表征，XPS和接觸角實驗

2、結(jié)果表明膜表面的羥基含量增加，親水性增強，SEM照片顯示膜結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化，機械強度和孔隙率實驗結(jié)果也與未改性膜接近；超濾實驗數(shù)據(jù)表明化學處理改性對膜分離性能有一定影響；通過對膜污染的系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)化學處理改性可以提高PVB超濾膜的抗污染性能，當使用1.0 M鹽酸處理4 h時，膜的通量損失率由45.1％下降至38.1％，而通量恢復率則由58.8％上升至78.5％。 通過吸附法改性聚醚砜(PES)超濾膜，將親水性PVA吸附到疏水性

3、膜表面，并對改性膜進行表征和評價。XPS數(shù)據(jù)證實了改性膜表面PVA的存在，接觸角數(shù)據(jù)證實了膜表面親水性的增強，而SEM則顯示膜結(jié)構(gòu)并未發(fā)生明顯變化；超濾實驗表明吸附改性會導致膜通量的降低，但可有效提高PES超濾膜的抗污染性能，當PVA溶液濃度為0.5wt％，吸附次數(shù)為3次時，改性膜的總污染和可逆污染指數(shù)分別從0.61和0.47降至0.38和0.22，通量恢復率由53.1％上升至78.2％;長期運行實驗表明PVA吸附改性膜具有較高的穩(wěn)定性

4、。 通過共混法使用含有聚乙二醇(PEG)鏈段的梳狀共聚物PS-b-PEG對PES膜進行改性，并對共混膜進行表征和評價。接觸角、XPS等表征結(jié)果表明共混超濾膜表面親水性得到顯著提高，PEG鏈段發(fā)生了表面富集現(xiàn)象；SEM和機械強度結(jié)果表明共混膜結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著變化，機械性能仍可滿足超濾操作要求；蛋白質(zhì)吸附實驗表明共混膜具有良好的抑制蛋白質(zhì)吸附能力，最低吸附量降至0.5μg/cm2;超濾實驗表明共混膜的通量略有提高，其原因主要是梳狀共聚