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《新型耐污染耐溶劑超濾膜的制備》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、新型耐污染耐溶劑超濾膜的制備1222康國(guó)棟曹義鳴袁權(quán)（1.中國(guó)科學(xué)院研究生院，北京，100049；2.大連化學(xué)物理研究所，大連，116023）摘要：本論文以光活性的聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA，分子量302g/mol）為聚合單體、乙醇為溶劑，在有光敏劑存在條件下紫外光照射成膜。研究結(jié)果表明，當(dāng)PEGDA在預(yù)聚溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐步降低時(shí)，制得聚合膜的外觀形態(tài)、內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)和純水通量均發(fā)生明顯變化；膜對(duì)牛血清蛋白（BSA）溶液有很好的耐污染性，且不溶于常見(jiàn)有機(jī)溶劑。關(guān)鍵詞：聚乙二醇二丙烯酸酯；超濾；耐污
2、染；耐溶劑超濾過(guò)程因無(wú)相變、操作簡(jiǎn)便以及設(shè)備較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)在水處理等眾多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)[1]用。但目前常用的超濾膜材料，如聚砜、聚醚砜等親水性較差，在實(shí)際應(yīng)用中易被污染，需經(jīng)常清洗；此外，這類(lèi)材料在酮類(lèi)和酯類(lèi)可發(fā)生溶脹、部分溶解，并可溶于N-甲基吡咯[2]烷酮等極性溶劑。聚乙二醇及其衍生物具有良好的親水性和生物相容性，獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)使其對(duì)蛋白質(zhì)吸附很好的抑制作用，因此近些年開(kāi)始被用于親水膜的制備和膜材料的表[3-6]面改性上。本論文以光活性的PEGDA（分子量302g/mol）為聚合單體、乙醇為溶劑，
3、在光敏劑存在條件下紫外光照射成膜。通過(guò)調(diào)整預(yù)聚溶液中PEGDA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，得到具有不同分離性能的超濾膜。1.實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)試劑：PEGDA-200（分子量302g/mol），光敏劑1-羥基環(huán)己基苯酮均購(gòu)自Aldrich；BSA購(gòu)自北京奧博星生物科技有限公司；其他試劑為分析純，去離子水實(shí)驗(yàn)室自制。1.2膜的制備：配制一定質(zhì)量濃度PEGDA的乙醇溶液，加入一定量的光敏劑，超聲除去溶解氧后，傾倒于潔凈玻璃板，上蓋石英玻璃，用銅絲控制厚度，在紫外光下照射成膜。[6,7]膜片在大量去離子水中浸泡一周后進(jìn)行
4、結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試。1.3結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試：用紅外和電鏡分別測(cè)試膜片的化學(xué)組成和孔結(jié)構(gòu)；一定壓力下測(cè)試膜的純水通量；用錯(cuò)流模式考察膜對(duì)BSA溶液的耐污染性；并初步考察其耐溶劑性能。2.結(jié)果與討論2.1表面化學(xué)組成（ATR-FTIR）1作者簡(jiǎn)介：康國(guó)棟（1980-），男，河北人，從事膜分離方面研究。聯(lián)系方式：kangguod@dicp.ac.cn通過(guò)ATR-FTIR對(duì)制備膜片的表面化學(xué)組成進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1所示。由圖可以看出，對(duì)不同PEGDA含量的預(yù)聚溶液來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)紫外光照射成膜后，單體中丙烯酸酯
5、基團(tuán)的特征峰都基本消失，且這些膜的紅外譜圖幾乎完全相同。這說(shuō)明各種質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，單體中碳碳雙鍵的轉(zhuǎn)化率幾乎為100％，且它們具有相似的化學(xué)組成。Fig.1ATR-IRspectraofmonomerandmembranespreparedwithvariousPEGDAinprepolymerizationmixture.Thesespectrahavebeendisplacedverticallyforclarity.2.2表面形態(tài)（SEM）用PhilipsXL30E型掃描電鏡觀察制備膜的表面微觀形
6、態(tài)，如圖2所示。Fig.2SurfaceSEMimagesofmembranespreparedwithvariousPEGDAinprepolymerizationmixture.(A)100wt%;(B)60wt%;(C)55wt%;(D)50wt%;(E)45wt%從圖中可以看出，隨著預(yù)聚溶液中PEGDA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低（也就是乙醇含量的提高），聚合后膜表面的孔逐漸變大；膜的斷面孔變化規(guī)律與此一致，這也初步說(shuō)明制備的膜為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)。此外還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)預(yù)聚溶液中沒(méi)有乙醇存在時(shí)（PEGDA含量為100w
7、t%），得到的膜無(wú)色透明，有很好的機(jī)械性能。乙醇的加入產(chǎn)生聚合致相分離過(guò)程（Polymerization[7]InducedPhaseSeparationProcess），使得膜片逐漸變成白色，不再透明且更加柔軟。2.3純水通量將制備的膜固定在不銹鋼滲透池中，預(yù)壓一段時(shí)間后測(cè)試不同壓力下的純水通量，結(jié)果如圖3所示。用100wt%PEGDA聚合后的膜，由于太過(guò)致密，在實(shí)驗(yàn)壓力下未觀察到滲透性。隨著PEGDA含量的降低，膜的純水透過(guò)性也發(fā)生明顯變化。由圖可見(jiàn)，例如在0.1MPa.-2.-1.-2.-1下
8、，純水同量從約6Lmh（60wt%）提高到340Lmh（45wt%）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與圖2結(jié)果一致。乙醇的加入，顯著改變膜的孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而明顯影響其純水透過(guò)性能。50060%40055%50%)-1h30045%-2..m200Flux(L100000.050.10.15Operationpressure(Mpa)Fig.3PurewaterfluxofmembranespreparedwithvariousPEGDAinprepolymerizationmixtureatv
