銀粒子修飾聚砜超濾膜的制備研究.pdf

1、目前，超濾膜的應(yīng)用十分廣泛，已成為新型化工單元操作之一。關(guān)于超濾膜的抗菌抗污染性能的研究已經(jīng)成為人們關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。銀具有天然的殺菌性能，如果能夠?qū)y粒子引入到超濾膜中，將會(huì)得到同時(shí)具有分離、殺菌功能的新型超濾膜。
　　本論文以聚砜(PSF)為原材料，以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)與N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)為混合溶劑，不同相對(duì)分子量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為成孔劑，采用浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化法制備聚砜平板超濾膜。系統(tǒng)地研究了成

2、孔劑的分子量、制膜液各組分濃度、成膜工藝參數(shù)對(duì)超濾膜性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在0.1 MPa下，隨著成孔劑相對(duì)分子量的增加，超濾膜的水通量與截留率都先增加后減小。當(dāng)采用PVP K30為成孔劑時(shí)，分離性能達(dá)到最佳，其水通量為178 L·m-2·h-1，對(duì)68 kDa的牛血清蛋白(BSA)溶液的截留率達(dá)到了91％。在此基礎(chǔ)上，利用DMF為還原劑在液相中還原硝酸銀(AgNO3)得到了銀粒子，并成功制備出含銀粒子的聚砜平板超濾膜。與未進(jìn)行銀粒子修

3、飾的聚砜超濾膜相比，所制的Ag/PSF超濾膜在相同的測(cè)試條件下，膜的水通量略有下降，而截留率有一定增加，且膜的斷裂強(qiáng)度也增強(qiáng)了約38％-48％。同時(shí)，添加PVP K30的膜性能較優(yōu)異，水通量為159 L·m-2·h-1，截留率達(dá)94％。定性抗菌實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Ag/PSF超濾膜對(duì)大腸桿菌有了明顯的抗菌性能，而PSF超濾膜不具備抗菌性。
　　根據(jù)以上平板膜的研究結(jié)果，我們進(jìn)一步制備出了含銀粒子的Ag/PSF中空纖維超濾膜，并分別研究了致孔

4、劑含量、干紡程、內(nèi)芯液的組成及外凝固浴的溫度對(duì)膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以上這些中空纖維超濾膜的制備工藝參數(shù)對(duì)膜的分離性能有不同程度的影響。隨著干紡程距離的增加，水通量先下降后上升，截留率逐漸下降。而隨著外凝固浴溫度的升高，水通量和截留率都先升高后降低。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定出的最佳紡絲工藝參數(shù)為:PSF濃度為20％，致孔劑PVP K30的含量為8％，AgNO3的加入量為0.5％，其余為溶劑NMP，干紡程為1 cm，環(huán)境溫度為20℃，控制