甲殼素改性的抗污染PVDF膜的制備和性能研究.pdf

1、在眾多研究和應(yīng)用的膜材料中，聚偏氟乙烯(PVDF)以其較高的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性等優(yōu)點(diǎn)成為制備膜的理想材料。然而，PVDF有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，疏水性過(guò)強(qiáng)。過(guò)強(qiáng)的疏水性使PVDF分離膜表面能很低，表面潤(rùn)濕性差，因而通量不高。在過(guò)濾水性介質(zhì)時(shí)，蛋白質(zhì)等有機(jī)物會(huì)吸附在疏水PVDF膜的表面，堵塞膜孔，造成膜污染，導(dǎo)致膜通量下降，分離性能變差，使膜壽命縮短和分離成本增加。因此，本文從膜材料的設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)PVDF進(jìn)行了一系列親水改性以改善PV

2、DF膜的滲透性和抗污染性能。
　　為了提高PVDF膜的親水性，將甲殼素與PVDF共混，以DMAc/LiCl為共溶劑，采用浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化法制備平板分離膜。研究表明在成膜過(guò)程中，甲殼素的親水性鏈段向膜表面，膜孔表面富集，使共混膜的親水性提高。甲殼素具有一定的致孔能力，隨著甲殼素含量的增加，膜的平均孔徑，孔隙率逐漸增加，這使共混膜具有較高的水通量。隨著甲殼素含量的增加，共混膜的污染阻力明顯降低，通量恢復(fù)率顯著增加，即共混膜的抗污染性有所

3、提高。
　　為了進(jìn)一步優(yōu)化共混膜的性能，在凝固浴中加入親甲殼素的乙酸。在成膜過(guò)程中，親乙酸的甲殼素會(huì)更傾向于向膜表面和孔道表面富集，使共混膜表面上的甲殼素含量隨著凝固浴中乙酸含量的增加而增加。凝固浴中加入乙酸大大延長(zhǎng)了膜的固化時(shí)間，使共混膜的膜孔結(jié)構(gòu)由指狀孔向海綿狀孔轉(zhuǎn)變，且孔隙率降低。隨著凝固浴中乙酸含量的增加，所制得的共混膜的親水性增強(qiáng)，水通量增加，通量恢復(fù)率增加，膜污染由不可逆污染向可逆污染轉(zhuǎn)化。共混膜對(duì)大腸稈菌和金黃色葡萄

4、球菌均具有一定的抑菌性。
　　課題提出兩步法在PVDF膜表面接枝殼聚糖，使殼聚糖固定在膜表面。PVDF粉末經(jīng)堿處理后，以丙烯酸(PAA)為單體，采用自由基聚合法合成接枝共聚物PVDF-g-PAA，并采用浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化法制備PVDF-g-PAA共聚物平板膜。利用PVDF-g-PAA平板膜表面的羧基，將殼聚糖通過(guò)酰胺化反應(yīng)共價(jià)接枝到PVDF膜表面。研究結(jié)果表明，表面接枝的殼聚糖不會(huì)明顯改變膜表面的孔結(jié)構(gòu)。而且，隨著反應(yīng)體系中殼聚糖濃度