两性离子水凝胶涂覆超滤膜的制备及其抗污染性能研究

发布时间：2024-06-14 21:29

　　因水量不足与水质污染共同构成的水资源短缺问题是当今世界面临的严峻挑战之一。膜分离技术因其适用性强、选择性好、无二次污染等优点被视为解决水资源短缺问题的有效手段。但超滤膜污染现象的普遍出现,严重制约了超滤膜在水处理领域的推广应用。膜亲水改性已被证实是控制膜污染的有效手段,而水凝胶作为一种亲水性高分子聚合物在膜亲水改性领域具有广泛运用前景。本文通过界面引发的自由基聚合反应在聚砜超滤膜表面涂覆了一层掺杂两性离子的聚乙二醇水凝胶薄层,完成了对超滤膜的水凝胶亲水改性。涂覆膜表面性能和截留性能的表征结果表明,界面引发的自由基聚合反应可成功实现膜表面的水凝胶涂覆改性。含水率高(含水率99%)时,形成的凝胶层交联度低、凝胶网格筛孔尺寸大、凝胶层厚度小,此时膜过水能力减弱幅度小、截留性能增强较小;含水率低(含水率80%)时,形成的凝胶层交联度高、凝胶网格筛孔尺寸小、凝胶层厚度大,此时膜过水能力减弱幅度大、截留性能增强显著。同时水凝胶层中两性离子引入的电荷带来的静电排斥作用对膜的截留性能起一定提升作用,表现为跨膜压差减小时,膜对表面带电的牛血清白蛋白截留率增大。经牛血清白蛋白溶液与大肠杆菌菌液污染过滤实验...

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【部分图文】：

图1-1膜分离技术分类（图中尺寸为颗粒直径）

图1-1膜分离技术分类（图中尺寸为颗粒直径）[17]微滤膜的主要功能是去除悬浮颗粒和微生物病原体。超滤膜设计用于截留大分子物质，如天然有机物质以及较小的病原体，或仅被微滤膜部分除去的物质如病毒等。超滤膜的截留分子量（即截留率为90％溶质的最小尺寸）介于5-500kDa之....

图1-2.典型的膜污染通量变化曲线

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文膜污染及其控制方法滤膜污染超滤膜技术深入而广泛的应用，膜污染作为制约超滤膜应用了广大学者的关注。膜污染是超滤膜过滤过程中，污染物通沉积在膜表面或附着在膜孔内部的现象[32]。随着污垢层在膜成，膜自身的传质阻力增大使得膜的过水能力减弱，从而影响的跨膜压....

图1-3.技术路线图

疏水性聚砜超滤膜表面，提升超滤膜的抗污染性能，延长其使用寿命，并减小其运行成本；同时探究水凝胶涂覆对超滤膜过滤精度的提升，强化超滤对水体中污染物及细菌的去除效果；最后探究水凝胶涂覆膜在实际水体处理中进一步推广应用的可能性。具体研究内容如下：（1）利用界面引发的自由基聚合反应将聚乙....

图2-2过滤装置系统搭建

（a）（b）图2-2过滤装置系统搭建（a）氮气加压式过滤装置（b）重力压式过滤装置用去离子水配制500mg/L牛血清白蛋白（BSA,Molecularweight=66.430kDa）溶液：用分析天平称取0.5000gBSA溶解于装有去离子水的烧杯中，待溶液泡....

本文编号：3994446