孔径可调控的耐污染纳滤膜的制备
本文用浸没沉淀相转化法和基于"点击化学(Click chemistry)"的接枝聚合方法制备了三种孔径可调控的抗污染纳滤膜.
首先用聚砜的氯甲基化和叠氮化制备叠氮聚砜聚合物,将聚砜和叠氮聚砜按比例共混用浸没沉淀相转化法制备了含有叠氮基团的微孔膜.同时分别用数均分子量为120、350、1300的聚乙二醇单甲醚(MPEG)与3-溴丙炔反应制备炔端基的PEG.最后用"点击化学"的方法在微孔膜表面及膜孔中点击接枝三种炔基化的PEG.用PEG链段的长度调控膜孔径大小,用PEG的强亲水性和耐蛋白吸附性能实现膜的耐污染.
用1H-NMR分析了聚合物的化学结构;分别用ATR-FTIR和XPS分析了膜表面的结构组成;用静态水接触角考察了膜的表面亲水性质;用场发射扫描电镜(FESEM)考察了膜的表面形貌.用PEG截留和氮吸附仪(BET)测试的方法研究了膜的孔径分布,得出了纳滤膜的平均孔径,并考察了膜的接枝密度;用油水悬浮液和BSA/PBS溶液分别考察了膜的耐污染能力;最后考察了纳滤膜对两种中性染料考马斯亮蓝(Mn=857 g/mol)和橙黄Ⅰ(Mn=350 g/mol)的筛分性能.
实验结果表明,制备的叠氮聚砜聚合物具有较高的转化率,每个重复单元大约有1.8个叠氮基团,炔基化PEG也有较高的转化率;ATR-FTIR及XPS证明了膜表面叠氮基团完全反应,PEG链成功接枝在膜表面;膜的表面形态从FESEM图像中观察不出明显的变化;点击接枝后膜的亲水性明显提高,经过三次BSA/PBS溶液循环测试,点击膜的水通量相比膜的初始通量降低较小.纯水恢复率数据表明,点击膜的水通量能够基本完全恢复,显示出了极好的抗污染性;用.PSF-g-PEG350膜与NF270膜过滤油水乳液,PSF-g-PEG350在更短时间内达到稳定,通量衰减小,截留性能与NF270相当;对两种染料筛分截留测试结果表明,PEG1300点击接枝纳滤膜具备一定的分子筛分能力.
- 作者：
- 袁涛
- 学位授予单位：
- 天津工业大学
- 专业名称：
- 材料工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 张宇峰；刘东奇
- 关键词：
- 耐污染纳滤膜；浸没沉淀相转化法；点击化学；接枝聚合法；孔径可调
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