载银羟基磷灰石/PES超滤膜的制备及性能研究
发布时间：2022-01-10 05:18
为了改善聚醚砜（PES）超滤膜的亲水性能,以载银羟基磷灰石（HAP/Ag）作为添加剂与PES共混,采用相转化法流延成膜。研究了HAP/Ag含量对复合膜过滤性能、亲水性能、力学性能和微观形貌的影响。结果表明,HAP/Ag的加入提高了PES膜的水通量、亲水性和强度;当HAP/Ag添加量为2%时,改性效果达到最佳,膜通量提高到320.86 L/（m2·h）,接触角由75.07°下降至60.62°。
【文章来源】：塑料工业. 2017,45(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同HAP/Ag添加量改性膜的纯水通量和截留率的变化
第8期康玉天，等:载银羟基磷灰石/PES超滤膜的制备及性能研究量。在添加量为2%时截留率达到最大，由64%提高到94%，是纯膜的1.48倍，这是因为膜中形成了弯曲的通道及疏松多孔的孔道，使污染物质充分被截留。当HAP/Ag质量分数过高时，铸膜液中HAP/Ag发生团聚现象，改性效果下降。但整体看，所有膜均表现出60%以上的截留率，这说明纳米材料的加入，对截留率的影响不大。2.2HAP/Ag含量对膜接触角的影响接触角是衡量膜亲水性的重要参数，接触角越小，膜亲水性越好，抗污染能力越强。不同HAP/Ag添加量的改性膜纯水接触角见图2。随着PES膜中无机添加剂的增加，膜的接触角有不断减小的趋势，当添加量为3%时，接触角达到最小值60.62°，较原始膜的75.07°下降了19.25%。当添加量为4%时，接触角有上升趋势，亲水性下降，这与HAP/Ag加入量对通量的影响是相吻合的。图2不同HAP/Ag添加量改性膜的接触角的变化Fig2ChangesofcontactangleofthemodifiedmembraneswithdifferentHAP/Agcontents2.3HAP/Ag含量对膜强度的影响表2给出了不同HAP/Ag添加量对改性膜力学性能的影响。加入无机纳米材料，在一定程度上提高了PES超滤膜的强度和延展性。各复合膜拉伸强度随HAP/Ag含量的增加而提高，这种现象除了由HAP/Ag材料本身的力学性能所引起，还因为在共混形成铸膜液的过程中，纳米材料借助化学键与PES高聚物分子很好地结合在一起，要破坏这种化学键力，就需要更多的能量供给，这一结论也与刘耀芳［13］的研究结果一致。复合膜断裂伸长率由原始膜的5.663%增加到了添加量为2%时的10.785%，提高了0.90倍，而之后随着纳米颗粒含量的增多，断裂伸长率略有降低。这是由于加入粒子过多影响了其在聚合物膜中的均匀分布，一定程度上降低了膜的弹性。所以
上降低了膜的弹性。所以，对于无机纳米材料的添加，并不是越多越好，控制加入的量，才能制出强度和弹性兼顾的膜材料。表2膜的力学性能Tab2Mechanicalpropertiesofmembranes编号拉伸强度/N断裂伸长率/%PES-HAP/Ag(0)3.565.663PES-HAP/Ag(1)4.046.204PES-HAP/Ag(2)4.3010.785PES-HAP/Ag(3)4.5610.646PES-HAP/Ag(4)7.1610.2722.4HAP/Ag含量对膜微观结构的影响2.4.1改性超滤膜的SEM分析a－PES-HAP/Ag(0)b－PES-HAP/Ag(1)c－PES-HAP/Ag(2)d－PES-HAP/Ag(3)e－PES-HAP/Ag(4)图3原始膜与改性超滤膜的膜表面扫描电镜图Fig3SEMsofthemembranesurfaceofthemodifiedultrafiltrationmembranesandtheoriginalmembrane图3为HAP/Ag/PES复合膜的膜表面SEM照片，由图3知，少量的HAP/Ag(1%、2%)会降低PES膜表面的孔径数量，同时增大膜表面最大孔径。随着HAP/Ag添加量的增加，膜孔数量也逐渐增加，但膜·133·
本文编号：3580121
【文章来源】：塑料工业. 2017,45(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同HAP/Ag添加量改性膜的纯水通量和截留率的变化
第8期康玉天，等:载银羟基磷灰石/PES超滤膜的制备及性能研究量。在添加量为2%时截留率达到最大，由64%提高到94%，是纯膜的1.48倍，这是因为膜中形成了弯曲的通道及疏松多孔的孔道，使污染物质充分被截留。当HAP/Ag质量分数过高时，铸膜液中HAP/Ag发生团聚现象，改性效果下降。但整体看，所有膜均表现出60%以上的截留率，这说明纳米材料的加入，对截留率的影响不大。2.2HAP/Ag含量对膜接触角的影响接触角是衡量膜亲水性的重要参数，接触角越小，膜亲水性越好，抗污染能力越强。不同HAP/Ag添加量的改性膜纯水接触角见图2。随着PES膜中无机添加剂的增加，膜的接触角有不断减小的趋势，当添加量为3%时，接触角达到最小值60.62°，较原始膜的75.07°下降了19.25%。当添加量为4%时，接触角有上升趋势，亲水性下降，这与HAP/Ag加入量对通量的影响是相吻合的。图2不同HAP/Ag添加量改性膜的接触角的变化Fig2ChangesofcontactangleofthemodifiedmembraneswithdifferentHAP/Agcontents2.3HAP/Ag含量对膜强度的影响表2给出了不同HAP/Ag添加量对改性膜力学性能的影响。加入无机纳米材料，在一定程度上提高了PES超滤膜的强度和延展性。各复合膜拉伸强度随HAP/Ag含量的增加而提高，这种现象除了由HAP/Ag材料本身的力学性能所引起，还因为在共混形成铸膜液的过程中，纳米材料借助化学键与PES高聚物分子很好地结合在一起，要破坏这种化学键力，就需要更多的能量供给，这一结论也与刘耀芳［13］的研究结果一致。复合膜断裂伸长率由原始膜的5.663%增加到了添加量为2%时的10.785%，提高了0.90倍，而之后随着纳米颗粒含量的增多，断裂伸长率略有降低。这是由于加入粒子过多影响了其在聚合物膜中的均匀分布，一定程度上降低了膜的弹性。所以
上降低了膜的弹性。所以，对于无机纳米材料的添加，并不是越多越好，控制加入的量，才能制出强度和弹性兼顾的膜材料。表2膜的力学性能Tab2Mechanicalpropertiesofmembranes编号拉伸强度/N断裂伸长率/%PES-HAP/Ag(0)3.565.663PES-HAP/Ag(1)4.046.204PES-HAP/Ag(2)4.3010.785PES-HAP/Ag(3)4.5610.646PES-HAP/Ag(4)7.1610.2722.4HAP/Ag含量对膜微观结构的影响2.4.1改性超滤膜的SEM分析a－PES-HAP/Ag(0)b－PES-HAP/Ag(1)c－PES-HAP/Ag(2)d－PES-HAP/Ag(3)e－PES-HAP/Ag(4)图3原始膜与改性超滤膜的膜表面扫描电镜图Fig3SEMsofthemembranesurfaceofthemodifiedultrafiltrationmembranesandtheoriginalmembrane图3为HAP/Ag/PES复合膜的膜表面SEM照片，由图3知，少量的HAP/Ag(1%、2%)会降低PES膜表面的孔径数量，同时增大膜表面最大孔径。随着HAP/Ag添加量的增加，膜孔数量也逐渐增加，但膜·133·
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