PTFE中空纖維膜的親水性和抗污性研究.pdf

1、膜分離技術(shù)因其高效、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)己被廣泛應(yīng)用于空氣過(guò)濾、水處理等相關(guān)行業(yè)。然而,分離過(guò)程中膜污染不可避免,導(dǎo)致分離效率降低,因此緩解膜污染已成為膜分離技術(shù)的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)研究者采用分子組裝技術(shù)對(duì)分離膜表面結(jié)構(gòu)重組以緩解膜污染,提高膜分離效率,但關(guān)于膜污染的內(nèi)在機(jī)理相關(guān)研究則較少。
　　 本文以固液界面雙電層理論為指導(dǎo),結(jié)合固體表面吸附理論,通過(guò)SEM、IR、WCA、SurPASS等方法研究膜結(jié)構(gòu)(微觀形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu))對(duì)膜表面特性

2、(親水性、Zeta電位)的影響,建立聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維膜表面親水基團(tuán)與抗污性之間的關(guān)系。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　 (1)采用聚乙烯醇(PVA)與戊二醛(GA)交聯(lián)在PTFE膜表面引入羥基(-OH)制備PTFE/PVA復(fù)合膜。測(cè)試結(jié)果表明,復(fù)合膜表面出現(xiàn)PVA親水層,接觸角由146°降至48°,穩(wěn)定的親水性削弱牛血清蛋白(BSA)污染分子的靜態(tài)吸附行為;當(dāng)pH＞7時(shí),復(fù)合膜Zeta電位隨PVA親水層含量升高而降低

3、,其與BSA分子之間的靜電斥力增加,復(fù)合膜抗污性能改善。
　　 (2)采用丙烯酸(AA)與對(duì)苯乙烯磺酸鈉(NaSS)自由基共聚在PTFE膜表面引入磺酸基(-SO3H)制備PTFE/P(AA-co-NaSS)復(fù)合膜。IR譜圖表明,當(dāng)AA和NaSS質(zhì)量濃度分別為14％和12％時(shí),復(fù)合膜表面沉積大量含-SO3H親水物質(zhì),接觸角降低至78°,BSA分子靜態(tài)吸附量減小:當(dāng)pH＞7時(shí),復(fù)合膜Zeta電位隨親水沉積物含量升高而降低,抗污性提高

4、。
　　 (3)采用氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)與PVA縮聚制備雜化凝膠,通過(guò)涂覆法在PTFE膜表面引入氨基(-NH2)制備PTFE/PVA-APTES復(fù)合膜。測(cè)試結(jié)果表明,復(fù)合膜表面出現(xiàn)雜化親水層,接觸角降至58°,BSA分子吸附量減小;干燥溫度升高會(huì)消耗羥基,降低親水性能;當(dāng)pH＜7時(shí),復(fù)合膜Zeta電位隨-NH2含量增加而升高,抗污性降低。
　　 (4)通過(guò)比較不同類型基團(tuán)對(duì)PTFE膜親水性以及復(fù)合膜Zeta電