聚醚砜（PES）膜改性及抗污染性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 申利国 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） |
| 导师 | 陆晓峰 |
| 关键词 | 聚醚砜膜 ZnO 聚电解质 抗污染 |
| 学位专业 | 无机化学 |
| 中文摘要 | 随着经济社会的高速发展，环境污染和环境破坏问题日益突出，并制约了整个社会的可持续发展。膜分离技术做为一种先进的水处理技术，在环境保护方面发挥着越来越大的作用。然而在实际应用中，高分子膜会受到污染的问题，对膜进行频繁的清洗，不仅费时耗工，而且还会对膜造成损害，这样会严重影响膜的实际应用，对膜进行改性以提高膜的性能显得非常必要，因此本文针对膜污染这一问题，试图通过对膜进行改性研究，包括共混改性和表面改性，从而达到提高膜的抗污染性的目的。 在共混改性实验中，通过相转换法制备了ZnO/聚醚砜（PES）复合膜，并与PES膜进行对比研究，考察ZnO/PES膜的热稳定性、亲水性、渗透性能和抗污染能力。结果显示ZnO/PES复合膜的抗污染性提高。随着ZnO添加量增加，膜的水接触角持续降低，而其分解温度逐渐增大。ZnO添加量为0.0500g/g时，水接触角降低到54.86°，而此时膜的热分解温度比PES膜提高了94.4℃。添加了ZnO的复合膜孔隙率增大。添加了ZnO的复合膜水通量提高，而截留率基本无变化。ZnO添加量为0.0250g/g时水通量为最大值125.40kg/m2h，比PES膜的通量提高了254%。连续过滤BSA溶液（1g/L，pH=7.4）90min后，ZnO添加量为0.0375g/g的复合膜通量衰减率为7.8%，而PES膜通量衰减率为27.7%，可见ZnO/PES复合膜具有更高的抗污染性。 在水表面上，通过LB膜技术研究了成膜过程中Cu2+对磷脂（DPPC、DPPG、DPMC和DMPG）的影响。结果显示，在成膜过程中对不带电的DPPC，DMPC没有影响，而对于带负电的DPPG和DMPG分子有影响。进一步实验显示，Cu2+和DMPG之间存在强烈相互作用，Cu2+改变了成膜过程中DMPG的相变压力。低浓度的Cu2+溶液导致DMPG压缩性膜，而高浓度的Cu2+溶液导致扩张的DMPG膜。在水表面上，由于DMPG分子之间的静电排斥作用，在相变区域形成树枝状微区。而在Cu2+溶液表面上，静电作用被消除，DMPG形成圆片状微区。同样由于静电作用，在水表面上形成的DMPG膜中具有不均一性，而在Cu2+溶液表面上形成的DMPG膜平整均一。 在LB膜技术的基础上，采用层层（LBL）自组装技术对膜表面进行涂覆改性，制备了聚电解质/PES复合膜，并研究了其性能。通过在PES膜表面修饰亲水且带电的聚电解质，以达到提高膜的抗污染性的目的。 通过层层（LBL）自组装技术对聚醚砜（PES）微滤膜进行表面涂覆改性。以29.2g/L NaCl做为支撑电解质，在膜表面涂覆一层聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC）-聚苯乙烯磺酸钠（PSS）得到聚电解质/PES复合膜。结果显示聚电解质/PES复合膜表面负电性增加，由PES膜的-4.13mV变为-35.02mV，水接触角降低，由PES膜的59.86°降低到37.99°；膜的表面形貌表征显示，改性后的聚电解质/PES复合膜表面更加平整，孔径尺寸分布更加均一；过滤0.02g/L腐殖酸溶液120min后，PES膜的通量下降了39.4%，而改性后的聚电解质/PES复合膜通量下降了15.5%，可见聚电解质/PES复合膜具有更高的抗污染性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2015-03-13 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/14796]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2011-2017年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 申利国. 聚醚砜（PES）膜改性及抗污染性能研究[D]. 中国科学院研究生院（上海应用物理研究所）. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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