基于陽離子化改性的PVC超濾膜綜合性能提升方法研究.pdf

1、超濾因其簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)在水處理領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的聚氯乙烯(PVC)超濾膜也越來越受到人們的關(guān)注。在水處理中，高的膜水通量和膜截留率是人們孜孜以求的目標(biāo)。然而，超濾膜的水通量和截留率始終存在著此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，這限制著超濾膜性能的進(jìn)一步提升，膜污染尤其是生物污染的問題也對(duì)超濾膜的抗菌能力提出了挑戰(zhàn)。為了同步提高超濾膜的水通量和截留率，并增強(qiáng)膜的抗菌能力。本課題基于PVC中C-Cl鍵的反應(yīng)活性，將商品PVC超濾膜浸泡于三甲胺(T

2、MA)溶液中實(shí)施了季銨化改性。
　　實(shí)驗(yàn)通過調(diào)節(jié)季銨化反應(yīng)的TMA濃度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)改性過程進(jìn)行了調(diào)控。紅外光譜(ATR-FTIR)、X-射線光電子能譜(XPS)、核磁氫譜(1H NMR)以及熱失重分析(TG)均表明，經(jīng)過改性，PVC膜表面成功接枝上了季銨基團(tuán)。表面Zeta電位分析表明，該季銨化改性方法成功地在PVC膜表面構(gòu)建了陽離子層，使膜表面荷正電性增強(qiáng)。改性膜的性能表征顯示，改性后膜的親水性增強(qiáng)，孔徑減小，純水通量和

3、碳素墨水截留率提高，抗菌性增強(qiáng)，并且其變化程度受改性條件的影響。在TMA濃度為4.2mol·L-1，反應(yīng)時(shí)間4h，反應(yīng)溫度45℃的條件下，改性膜的純水通量為432.2L·m-2·h-1，相較于原膜提高26％，對(duì)碳素墨水的截留率由原膜的93.7％提高到99.7％，對(duì)大腸桿菌的抗菌率為60％，實(shí)現(xiàn)了PVC超濾膜水通量、截留率和抗菌性的同步提升。此外，該改性并未明顯降低膜的力學(xué)性能。經(jīng)過對(duì)比，該季銨化PVC膜在分離性能上已超越現(xiàn)有的商品超濾膜