親水改性聚丙烯腈超濾膜及抗污染性能研究.pdf

1、作為一種綠色高效的新型分離技術(shù)，超濾在生物分離領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。目前，膜污染是制約超濾過(guò)程廣泛應(yīng)用的瓶頸。膜材料是影響膜污染的主要因素，本論文以降低高分子超濾膜在生物分離中的污染為出發(fā)點(diǎn)，制備了抗污染超濾膜，并對(duì)其性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。 用聚電解質(zhì)甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）親水改性聚丙烯腈膜材料。通過(guò)自由基聚合方法合成了PAN-DMAEMA共聚物，使用反相成膜技術(shù)制備了PAN-DMAEMA超濾膜。XPS結(jié)果表明，

2、改性后的膜表面PDMAEMA基團(tuán)得到富集。PAN-DMAEMA超濾膜具有顯著的環(huán)境響應(yīng)性能，隨著離子強(qiáng)度和溶液pH值的增大，PAN-DMAMEA的滲透通量增大。這主要是因?yàn)樵诟唠x子強(qiáng)度和堿性條件下，PDMAEMA高分子鏈?zhǔn)湛s，超濾膜的孔徑變大。蛋白質(zhì)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在1.0 mol/L NaCl和pH=9.5時(shí)，PAN-DMAEMA超濾膜具有很低的膜表面蛋白質(zhì)吸附量。這主要是因?yàn)镻DMAEMA的構(gòu)象變化使更多的酯基富集在膜的表面，提高

3、了表面的親水性，降低了蛋白質(zhì)在膜表面的吸附。隨著溶液中NaCl的濃度的增大和pH值的增大，抵抗蛋白質(zhì)吸附的能力增強(qiáng)，PAN-DMAEMA超濾膜的抗污染性能提高。 用鈰鹽和聚乙二醇（PEG）組成氧化還原體系引發(fā)丙烯腈聚合，獲得親水改性的一系列不同PEG分子量的聚丙烯腈（PAN）共聚物PAN-PEG400、PAN-PEG1000、PAN-PEG2000、PAN-PEG4000、PAN-PEG6000，以二甲基甲酰胺（DMF）和水分別

4、為溶劑和非溶劑，通過(guò)相轉(zhuǎn)換法制得PAN-PEG超濾膜。紅外光譜分析結(jié)果表明PEG分子存在于膜中；接觸角結(jié)果表明親水性增強(qiáng)；超濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)PAN-PEG2000、PAN-PEG4000取得了良好的抗污染效果。將PAN-PEG2000作為改性劑與PAN共混，制得PAN/PAN-PEG2000共混超濾膜。通過(guò)超濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：PEG親水改性提高了PAN超濾膜的抗污染性能，總污染指數(shù)和不可逆污染指數(shù)均顯著降低。 應(yīng)用仿生的思想，將親水