抗污染聚偏氟乙烯-凹凸棒土雜化膜的制備及性能研究.pdf

1、PVDF因具有優(yōu)異的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性及良好的成膜性等而被廣泛應(yīng)用于生物分離、水處理、食品加工等領(lǐng)域。但使用過(guò)程中，由于PVDF具有較強(qiáng)的疏水性容易使蛋白質(zhì)、微生物等在表面粘附，從而導(dǎo)致膜污染，降低分離效率。同時(shí)，PVDF分離膜對(duì)重金屬離子不具有吸附性能，也限制了其在環(huán)境化工領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，本研究將具有良好重金屬離子吸附性能的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)引入PVDF分離膜中，并引入具有抗污染蛋白質(zhì)吸附功能的兩性離子聚合物對(duì)膜表面進(jìn)行改性，制備吸

2、附重金屬離子功能的耐污染有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜。
　　(1)以PVDF為成膜基質(zhì)，以ATP為填料，通過(guò)浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化法制備了PVDF/ATP雜化平板膜。進(jìn)而，以兩性離子類(lèi)聚合物MPDSAH為改性劑，通過(guò)接枝改性和化學(xué)交聯(lián)，在PVDF/ATP膜表面構(gòu)建兩性離子凝膠層，并對(duì)其吸附性能和抗蛋白質(zhì)污染性能等進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，MPDSAH在PVDF/ATP雜化膜表面構(gòu)建的親水性凝膠層可明顯改善膜污染狀況，溶菌酶(Lys-z)在膜表面的吸附

3、量為71.3μg/cm2，明顯低于PVDF/ATP雜化基膜對(duì)蛋白質(zhì)的吸附量（200.2μg/cm2）。兩性離子化PVDF/ATP雜化膜對(duì)Cd2+的吸附量最大可達(dá)33.6mg/g。吸附動(dòng)力學(xué)研究表明，吸附機(jī)理復(fù)合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，等溫吸附過(guò)程能使用Freundlich方程進(jìn)行較好的描述。
　　(2)采用硅烷偶聯(lián)劑KH-570對(duì)ATP進(jìn)行處理，進(jìn)一步利用陰離子表面活性劑AMPS進(jìn)行雙鍵加成反應(yīng)，制備出ATP-g-AMPS。研究表明，A

4、MPS單體含量的增加，提高了ATP-g-AMPS在有機(jī)溶劑N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的分散性，且對(duì)重金屬離子Cd2+的吸附性能明顯增強(qiáng)，吸附機(jī)理符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，F(xiàn)reundlich方程能更好的描述等溫吸附過(guò)程。
　　在此基礎(chǔ)上，將ATP-g-AMPS加入PVDF鑄膜液中，通過(guò)浸沒(méi)相轉(zhuǎn)化法制備出了PVDF/(ATP-g-AMPS)雜化膜，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，隨著鑄膜液中ATP-g-AMPS含量的增加