CAS OpenIR  > 中科院上海应用物理研究所2011-2019年
聚醚砜(PES)膜改性及抗污染性能研究
申利国
Subtype博士
Thesis Advisor陆晓峰
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院(上海应用物理研究所)
Degree Discipline无机化学
Keyword聚醚砜膜 Zno 聚电解质 抗污染
Abstract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。
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/14796
Collection中科院上海应用物理研究所2011-2019年
Recommended Citation
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.
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