銀-聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜的制備及性能研究.pdf

1、無機(jī)/有機(jī)復(fù)合膜不但有望集中有機(jī)膜和無機(jī)膜各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)缺陷，而且可以發(fā)展單一膜材原先沒有的綜合性能。層層交替組裝(LbL)技術(shù)可以方便的實(shí)現(xiàn)分子尺寸范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)控制，已成為構(gòu)筑超薄多層膜的一種重要方法。 本文利用LbL技術(shù)在微孔基膜上組裝了銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜，將之用作復(fù)合納濾膜的超薄脫鹽層，制得具有優(yōu)異抗菌性能的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合納濾膜；并解決了納濾膜應(yīng)用過程中膜污染問題，為實(shí)現(xiàn)納濾膜功能的提高和拓展提供新的思路。系統(tǒng)研究了

2、銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜的形成過程，探索了銀/聚電解質(zhì)復(fù)合多層膜的生長組裝規(guī)律和結(jié)構(gòu)性質(zhì)特征，并在此基礎(chǔ)上研究了組裝條件對銀/聚電解質(zhì)復(fù)合多層膜結(jié)構(gòu)和性能的影響，以及銀/聚電解質(zhì)復(fù)合多層納濾膜的截留性、抗菌性等性能特點(diǎn)。 首先，研究了銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜的制備及其成膜機(jī)理。(1)以四種不同的方法制備了銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜，其中以PAH-AgCl絡(luò)合物為聚陽離子組裝得到的復(fù)合膜，表面致密平整，銀粒子在膜中分布均勻，粒徑100～2

3、00nm，只存在少量的團(tuán)聚現(xiàn)象。(2)研究表明，其可能的成膜機(jī)理為：AgNO3與PAH先形成PAH-AgCl絡(luò)合物，PAH通過鏈段上沒有參與絡(luò)合的點(diǎn)位固定在帶相反電荷的PAS基底上，同時將AgCl在膜層上固定下來：最后復(fù)合膜中PAH-Agcl在NaBH4的作用下還原為PAH-Ag，Ag粒子被還原后位置固定下來，PAH分子則在NaBH4的作用下再次進(jìn)行形態(tài)調(diào)整，形成平整的膜表面。 其次，研究了銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜的結(jié)構(gòu)與性能。(

4、1)銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜具有良好的離子截留性能，如[PSS/PDADMAC]3[PAS/PAH-Ag]3PSS體系對Na2SO4的截留率達(dá)到93％；(2)銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜的性能與其聚電解質(zhì)初生層密切相關(guān)；(3)復(fù)合膜中對離子起截留作用的主要是其表面層(最外層)；(4)不同體系復(fù)合納濾膜的性能不同，隨層數(shù)的增加，同一體系的膜截留率增加，而通量降低；(5)銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜能夠經(jīng)受鹽溶液長時間的沖擊，穩(wěn)定性良好，且具有良好的耐熱

5、性，在150℃高溫下受熱6h，仍能保持穩(wěn)定的截留率和通量。 最后，研究了所制得的銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜的抗菌性能。(1)當(dāng)含銀膜層數(shù)為3時，復(fù)合膜在純凈水、自來水和地表水中的抗菌率均可達(dá)到99.5％，抗菌性能良好；(2)復(fù)合膜抗菌性能穩(wěn)定性研究表明，在15天之內(nèi)，抗菌率保持沒有明顯的變化；(3)在含銀膜上繼續(xù)組裝聚電解質(zhì)層，對復(fù)合膜的抗菌性能沒有影響，為銀/聚電解質(zhì)復(fù)合納濾膜的表面修飾創(chuàng)造了條件，如在含銀膜上組裝PSS層或PAS