新型非對稱荷正電膜的制備與表征.pdf

1、荷電膜是指內(nèi)外表面上存在著固定電荷的膜。由于其分離過濾原理，除了中性膜的基于孔徑大小的物理篩分之外，還有著獨特的靜電吸附和排斥作用。這就使得用大孔徑膜吸附分離粒徑較小的物質(zhì)成為可能。而且可用其分離相對分子量相近而荷電性能不同的組分。另外，由于膜中引入了荷電基團，膜的親水性得到加強，因而膜的透水量增加。同時由于同性相斥的電荷效應(yīng)，膜的抗污染性也顯著增強。又由于膜和溶液間的靜電作用，溶液的滲透壓降低，因此適于低壓操作。所以說，荷電膜在透水、

2、抗污染以及選擇透過性等方面具有中性膜不具備的優(yōu)勢和用途。通過調(diào)節(jié)膜的孔徑、荷電性質(zhì)和荷電量可實現(xiàn)離子分離和化學反應(yīng)，因此在資源回收、清潔生產(chǎn)、環(huán)境保護等領(lǐng)域越來越受到關(guān)注和重視。 由于商業(yè)利益的驅(qū)使，目前的研究多集中于荷負電膜。而荷正電膜的制備需要使用劇毒致癌物質(zhì)氯甲醚，制備難度和成本都較大，因此至今國內(nèi)外沒有類似商品膜出現(xiàn)，研究者也很少。但對于許多工業(yè)的應(yīng)用，如染料或生物大分子的分離和濃縮、陰極電泳漆廢液的處理、藥液和純水中細

3、菌內(nèi)毒素的脫除等，荷正電膜的研究和開發(fā)是不容忽視的。 本論文共包括六章。是以溴化改性聚苯醚為成膜材料，將叔胺的有機溶液加入鑄膜液中用相轉(zhuǎn)化法制備了一系列非對稱荷正電膜，探討了制膜參數(shù)，如聚合物與荷電試劑的比例、荷電基團的種類、添加劑的種類及濃度，成膜材料的性質(zhì)等，以及制膜條件對膜性能和其結(jié)構(gòu)的影響。 第一章是緒論，對荷電膜的制備和分離機理作了簡要的介紹，并對荷正電膜的研究現(xiàn)狀進行了概括，然后對浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法制膜(包括成

4、膜過程和膜性能的影響因素)以及聚苯醚的性質(zhì)和在膜制各方面的應(yīng)用等分別進行了介紹。最后提出本論文的設(shè)計思想和論文的主要工作。 第二章以三甲胺為例，將溴化聚苯醚的芐基與三甲胺直接在鑄膜液中發(fā)生反應(yīng)，得到含強堿性基團的鑄膜材料，涂膜后置于乙醇中凝膠，獲得荷正電的非對稱膜。分別研究了溴化聚苯醚與三甲胺的比例、蒸發(fā)時間、添加劑LiCl在鑄膜液中的濃度等對膜性能及其形貌的影響。結(jié)果表明，我們成功的制備得到非對稱荷正電膜。 第三章到第

5、五章分別討論制膜參數(shù)及成膜條件對膜性能及其形貌的影響。 第三章是以聚乙二醇為添加劑來制備荷正電非對稱膜。系統(tǒng)的考察了聚乙二醇在鑄膜液中的濃度以及聚乙二醇的分子量對膜性能和形貌的影響。并結(jié)合鑄膜液體系的動力學和熱力學參數(shù)對結(jié)果加以合理的解釋。 第四章分別制備了荷電基團是三甲銨基、三乙銨基、三丙銨基和三丁銨基的非對稱膜。系統(tǒng)的考察了不同荷電基團對膜的滲透性、選擇性、親水性、孔徑和孔徑分布、荷電量以及膜的微結(jié)構(gòu)等方面的影響。

6、 第五章分別以不同芐基溴化度的聚苯醚和不同苯環(huán)溴化度(固定芐基溴化度為一定值)的聚苯醚為成膜材料，制備了一系列的非對稱荷正電膜。系統(tǒng)的研究了聚苯醚的溴化位置和溴化度對膜性能，如水通量、親水性、荷電量、微觀形貌等的影響，并考察了該種膜對陰極電泳漆的脫除率。結(jié)果表明，通過調(diào)節(jié)合適的聚苯醚的溴化度和溴代位置，制備出的非對稱荷正電膜可有效的用于陰極電泳漆廢液的處理。 第六章是對全文的總結(jié)。通過前面的實驗和理論分析，得出一些對非對稱