亲水性聚醚砜超滤膜的制备及其应用研究

发布时间：2019-11-18 16:35

【摘要】：聚醚砜(PES)具有良好的机械稳定性,抗腐蚀耐酸碱,是一类性能优良的膜材料。然而,聚醚砜超滤膜亲水性不强,在使用过程中易受污染,影响分离效率,降低使用寿命。针对改善聚醚砜超滤膜亲水性这一问题,本文分别采用ATRP法合成亲水性高分子聚合物F127-b-PAA以及水热法制备纳米MOFs材料为添加剂,通过共混改性方法制备亲水性聚醚砜超滤膜,提高超滤膜应用性能。首先,选用三嵌段聚合物F127(PEO100-PPO65-PEO100)为原料,利用原子转移自由基聚合方法合成了含有大量亲水性基团的F127-b-PAA改性聚合物。实验表明,当反应温度为60℃,引发剂F127-Br与各反应物丙烯酸叔丁酯、催化剂溴化铜、配体PMEDTA的摩尔配比为1:400:0.01:0.1,反应时间为25h最佳。其次,将改性物质F127-b-PAA与聚醚砜共混,通过相转化法制备亲水性聚醚砜超滤膜。最后,分别从铸膜液的粘度,超滤膜的水接触角、机械性能以及通量和截留率等方面考察了不同含量添加剂对超滤膜亲水性能的影响。实验结果表明,随着改性物质的增加,超滤膜的亲水性能逐渐提升,膜的孔隙率由原来的37.2%增加到88.07%;水接触角也由原来的87.5°降至60.3°;水通量由68L/m2h上升到143.8L/m2h;油水分离的通量恢复率达到79.9%;而对牛血清蛋白溶液的截留率达到了 89.6%。为了进一步提升聚醚砜超滤膜的分离性能,分别将质量分数为0.5%、1%、1.5%和2%的纳米MOFs材料和铸膜液共混成膜。实验结果表明,改性后的聚醚砜超滤膜应用性能与纯聚醚砜超滤膜相比有极大的提升。当添加物纳米MOFs材料质量分数为1%时,此时超滤膜的孔隙率为76.32%;水接触角为54.7°;平均水通量达到158L/m2h;油水分离的通量恢复率达到84.8%;对牛血清蛋白溶液的截留率可达到90.6%;应用性能最佳。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ051.893

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本文编号：2562662