親水改性聚醚砜納濾膜及抗污染性能研究.pdf

1、納濾(NF)是一種新型高效的膜分離技術,在許多工業(yè)領域得到了廣泛的應用。膜污染問題是制約納濾技術應用的瓶頸,而抗污染膜的制備是解決膜污染問題的根本途徑。本文以提高納濾膜分離性能和降低膜污染為出發(fā)點,制備抗污染納濾膜,并對其性能進行了系統(tǒng)的研究。
　　 以聚醚砜(PES)為主體膜材料,采用磺化法制備荷電化聚醚砜(S-PES)材料,與PES共混改性,使用反相成膜技術制備了S-PES與PES共混納濾膜。通過FTIR、XPS、接觸角、含

2、水率和離子交換能力(IEC)等實驗對膜進行了表征。發(fā)現(xiàn)隨著S-PES含量的增大,磺酸基團在膜表面得到富集,膜親水性增強,膜離子交換能力增強,水通量增大。無機鹽納濾實驗結果表明:納濾膜的鹽截留率與S-PES混合比例成正比,并且對二價鹽的截留率高于單價鹽,這主要是因為膜表面電荷增多,靜電排斥力增強。染料的截留實驗表明:對于高分子量染料,截留率接近100％；對于低分子量染料其截留率比空白膜有較大提升,并且隨S-PES比例提高而增加。這是因為隨

3、著S-PES含量增大膜的親水性增強,膜表面的膜孔密度增加,膜表面的膜孔徑逐漸減小。
　　 以過氧化苯甲酰(BPO)為引發(fā)劑,甲基丙烯酸(MAA)為單體,采用自由基懸浮聚合的方法,制備帶有羧基的PES-PMAA膜材料。按照不同比列將PES與PES-PMAA共混,通過相轉化法制得PES-PMAA納濾膜。XPS與FTIR結果表明,MAA成功接枝在PES主鏈上。接觸角測定、含水率測定、離子交換能力(IEC)實驗均表明,隨著PES-PMA

4、A混合比例的提高,膜親水性增強,并且水通量增大。納濾實驗表明:無機鹽截留率隨著PES-PMAA共混比例的提高先增加后減少,這是因為首先膜表面電荷增加,靜電排斥力增大,但是通量增加減弱靜電作用,所以截留率降低。染料截留實驗表明:對于高分子量的染料,截留率隨著共混比例提高而升高；對于亞甲基藍,截留率先升高后降低,這是因為膜孔增大,水力作用增強。此外,pH值響應實驗表明,PES-PMAA納濾膜具有明顯的環(huán)境響應性,隨著溶液pH值的增大,PES