低温水等离子体活化和表面接枝DMAE聚氯乙烯中空纤维膜研究

发布时间：2021-01-21 10:18

　　采用低温水等离子体技术,在三通道聚氯乙烯（PVC）膜表面接枝了甲基丙烯氧基苄基二甲基氯化铵（DMAE）单体,增强了膜亲水和抗菌性能。通过红外分析,表明DMAE成功接枝到了PVC膜上,水通量提高两倍,PVC-ir-H₂O膜（通过水等离子体处理的膜）对牛血清蛋白（BSA）的吸附能力下降67%,对BSA溶液的通量从7.7提高至40 kg·m^-2·h^-1,并且对BSA的截留能力不变。通过静态及动态抗菌实验,接枝后的PVC膜（PVCg-PMAE膜）抗菌率达到100%,膜组件运行中的抗菌率也达到82%以上。在保证细菌截留率100%的同时,其渗透通量提高三倍。该膜表面修饰工程技术能实现膜表面的均一化改性,且绿色环保、操作简便、成本低,改性膜在饮用水处理领域,尤其是家用净水器中展现了很好的应用前景。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(09)北大核心

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【部分图文】：

等离子体装置示意图

原膜和PVC-g-DMAE膜抗菌实验采用自制错流动态过滤装置如图2所示。整个过滤装置用75%乙醇和去离子水消毒三次。然后将膜组件固定在过滤系统中，接下来含E.coli的悬浊液(103 CFU?ml-1)泵入膜组件中，在0.1MPa、(25±3)℃下，运行1 h。收集渗透溶液计算通量并将渗透液倒回料液罐。在实验中，料液罐用保鲜膜密封，以避免空气中的细菌进入。料液槽内的活菌利用表面涂布方法表征。每次试验后，膜组件都用无菌水清洗三次以备下次使用。每次实验使用的大肠杆菌E.coli悬浊液均为新配置，膜动态过滤抗菌实验杀菌率计算公式与静态接触抗菌实验相同，均采用式(3)计算杀菌率，组件的动态抗菌实验重复6次。

图5给出了PVC三通道中空纤维膜的扫描电镜图，从图中可以看出，PVC中空纤维膜的外径尺寸在3 mm左右，其内部孔道直径在0.7 mm左右，三通道的尺寸均一，且断面呈现指状孔结构，该结构特征是相转化过程中，溶剂与非溶剂发生液-液瞬时相分离形成的。断面丰富的指状孔结构可以为膜过滤提供快速传质通道，有利于等离子体活化过程中水蒸气从膜内挥发，同时利于膜在应用过程中渗透性能的保证。图4 水等离子辐照时间对中空纤维膜接触角的影响


本文编号：2990976