表面偏析超濾膜的制備及其抗污染機理研究.pdf

1、膜污染是限制超濾過程廣泛應用的瓶頸，因而研究膜污染機理和開發(fā)抑制膜污染的方法已經成為超濾領域的一個研究熱點。論文以解決高分子超濾膜污染為出發(fā)點，采用蛋白質溶液為模型體系，聚醚砜(PES)為膜主體，聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(Pluronic)兩親嵌段共聚物為表面改性劑，制備了不同類型表面偏析超濾膜。 采用DSC、XPS、FTIR、靜態(tài)接觸角和SEM等方法對PES-Pluronic表面偏析超濾膜進行了表征。結果表明：由于Plur

2、onic與PES之間的部分相容性，使Pluronic在成膜過程中發(fā)生表面偏析，增大了膜表面親水性，但并未改變膜原有的不對稱結構。通過計算Pluronic在膜表面覆蓋度和膜中殘留率，考察了影響濕法相轉化過程中Pluronic表面偏析行為的因素。結果表明：Pluronic的親疏水鏈段長度之比和分子量是影響Pluronic表面偏析行為的兩個重要因素。 通過對PES-Pluronic表面偏析超濾膜分離特性和抗污染特性的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)：P

3、luronic的引入增大了超濾膜的膜孔徑，降低了蛋白質截留率；膜表面高密度PEO鏈段，使PES-Pluronic表面偏析超濾膜具有優(yōu)良的抑制蛋白質吸附能力和抗污染特性，蛋白質吸附量最低可降到0，通量恢復率最高可達到89％，高于空白膜的62％。 為了進一步提高膜表面PEO鏈段覆蓋度，利用Pluronic P123制備一系列枝狀嵌段共聚物，并將其用于表面偏析超濾膜的制備。結果表明：枝狀嵌段共聚物具有較高的表面偏析能力，由其制備的表面

4、偏析改性膜具有較高的親水性和抗污染性能，并且增大枝狀嵌段共聚物中PEO臂數可以提升表面偏析超濾膜的抗污染特性。 測量了PES鑄膜液濁點線和凝膠值，考察了Pluronic的引入對鑄膜液相行為的影響，研究表明Pluronic的加入改善了鑄膜液的穩(wěn)定性。采用分子模擬對Pluronic表面偏析機理以及鑄膜液相行為進行了初步研究，結果表明：由Pluronic結構不同引起的相互作用力差異是導致表面偏析行為差異的根本原因；加入Pluronic