甜菜堿納米粒子的制備及其在聚砜分離膜應(yīng)用中的研究.pdf

1、聚砜（PSF）是目前常用的分離膜材料。然而，在實(shí)際使用過(guò)程中，由于PSF本身疏水性較強(qiáng)，容易吸附有機(jī)雜質(zhì)而導(dǎo)致膜污染。因此，對(duì)PSF膜進(jìn)行親水防污改性顯得極為重要。甜菜堿是一種兩性離子，研究發(fā)現(xiàn)，甜菜堿及其衍生物具有優(yōu)異的抗污染性，但是，其有機(jī)內(nèi)鹽結(jié)構(gòu)不易與疏水性膜材料共溶。因此，本研究通過(guò)制備一種兩親性共聚物，在溶劑中自組裝形成核層為甜菜堿，殼層為疏水結(jié)構(gòu)的甜菜堿納米粒子，從而回避甜菜堿在有機(jī)基質(zhì)中的嚴(yán)重分相問(wèn)題。然后，將其作為膜改性

2、劑，與PSF共混/相轉(zhuǎn)化制備PSF復(fù)合分離膜，考察了甜菜堿納米粒子對(duì)PSF分離膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。具體的研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)論如下：
　　采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法，以甲基丙烯酸十二酯（LMA）、甲基丙烯酸十六酯（HMA）為第一單體，制備出大分子引發(fā)劑PLMA-Br和PHMA-Br。之后以上述引發(fā)劑引發(fā)第二單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）聚合，制備得到一系列兩親性嵌段共聚物，通過(guò)共聚物與丙磺酸內(nèi)酯的季銨鹽化，在二甲基乙酰胺中得

3、到了核層為甜菜堿，殼層為疏水結(jié)構(gòu)的甜菜堿納米粒子膠束poly(LMA-co-SBMA)。該膠束在氘代水中成功地進(jìn)行了親疏轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，制得核層為疏水結(jié)構(gòu)，殼層為甜菜堿的甜菜堿納米粒子膠束。
　　將poly(LMA-co-SBMA)與PSF共混/相轉(zhuǎn)化制備了PSF復(fù)合分離膜。水接觸角和水滲透通量測(cè)試表明，poly(LMA-co-SBMA)的加入提高了PSF分離膜的親水性，水滲透通量顯著增加，在保持截留率不變的條件下，由原膜92

4、.17L/m2·h可增加到174.50L/m2·h，提高一倍左右；截留率均在90％以上，說(shuō)明制備的分離膜為超濾膜。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，poly(LMA-co-SBMA)與PSF相容性良好，隨著膜中納米粒子含量的增加，共混膜的斷面孔孔徑增大，孔結(jié)構(gòu)由指狀孔向蜂窩狀孔發(fā)展。水滲透通量恢復(fù)率以及靜態(tài)蛋白吸附等測(cè)試發(fā)現(xiàn)，復(fù)合分離膜表面吸附的蛋白數(shù)量與純PSF膜相比，明顯降低，蛋白很容易被清洗除去，表明poly(LMA-co-SBMA)有效地提高了