论文部分内容阅读
聚醚砜(PES)是一种常用的高分子膜材料，具有机械性能高、耐热、耐腐蚀以及化学稳定性好等优点，但其固有的疏水性，易使PES膜在使用过程中产生膜污染，影响膜的分离性能和使用寿命，从而限制了PES膜的应用范围，因此有必要对聚醚砜膜进行改性，以提高其抗污染能力。本论文选用不同的无机纳米材料添加剂对聚醚砜膜进行改性，并对改性膜的性能进行了系统研究。
合成并表征了埃洛石纳米管-葡聚糖(HNTs-Dextran)复合材料，然后采用相转化法制备了HNTs-Dextran/PES共混膜。考察了HNTs-Dextran的添加对膜的表面亲水性、微观结构、分离性能以及抗污染性能的影响。结果表明:HNTs-Dextran/PES共混膜的表面亲水性显著提高;HNTs-Dextran/PES共混膜的微观结构变化不大;膜的纯水通量随着HNTs-Dextran含量的增加而增大，当HNTs-Dextran的含量为3％时，共混膜的纯水通量达到224.4L/(m2·h)，相比于PES空白膜提高了179％，且膜对PEG20000和PVA30000-70000的截留率分别保持在75％和96％以上;HNTs-Dextran的添加提高了PES超滤膜的抗污染能力，HNTs-Dextran/PES共混膜通量回复率明显高于PES空白膜。
通过溶胶-凝胶法制得二氧化硅溶胶，然后使其负载上纳米银粒子，得到SiO2-Ag复合材料，并与聚醚砜共混制得SiO2-Ag/PES共混膜。对共混膜的表面形貌、断面结构、分离性能以及抗菌性能进行了表征，结果发现:SiO2-Ag的添加对膜的表面形貌和断面结构均有轻微的影响;膜的纯水通量随着SiO2-Ag含量的增加而增大，当SiO2-Ag的含量为10％时，共混膜的纯水通量达到270L/(m2·h)，相比于PES空白膜提高了139.4％，且膜对PEG20000和PVA30000-70000的截留率分别保持在80％和94％以上;SiO2-Ag的添加显著提高了膜的抗菌性能，改性膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均能达到100％。
通过一系列反应将卤胺接枝在了二氧化硅上，得到SiO2@N-Halamine复合材料，然后通过相转化法制备了SiO2@N-Halamine/PES共混膜。透射电镜(TEM)结果表明SiO2@N-Halamine在共混膜内的分散还是比较均匀的;接触角数据表明共混膜的表面亲水性显著增强;扫描电镜(SEM)、孔径及孔隙率结果表明共混膜的微观结构有一定的变化;超滤实验结果表明，随着SiO2@N-Halamine含量的增加，膜的纯水通量先增大后减小，当SiO2@N-Halamine的含量为5％时，膜的纯水通量达到最大值384.4L/(m2·h)，但SiO2@N-Halamine的添加并不影响膜对PVA30000-70000的截留率;蛋白质超滤和抗菌实验结果表明，SiO2@N-Halamine/PES共混膜的抗污染性能和抗菌性能均得到了提高。
将超支化聚乙烯亚胺(HPEI)接枝在氧化石墨烯(GO)上，得到HPEI-GO复合材料，然后通过相转化法制备了HPEI-GO/PES共混膜，并考察了HPEI-GO的添加对膜的各项性能的影响。TEM结果表明HPEI-GO在共混膜内分散比较均匀;SEM结果表明HPEI-GO的添加对超滤膜的结构影响不大;孔隙率数据表明共混膜的孔隙率有所下降;超滤实验结果表明，HPEI-GO/PES共混膜的纯水通量随着HPEI-GO含量的增加而降低，当HPEI-GO的含量为5％时，共混膜的纯水通量降为153.5L/(m2·h)，仅为PES空白膜的77.4％，但膜仍保持了较好的分离特性;蛋白质吸附和超滤实验表明HPEI-GO/PES共混膜的抗污染性能显著提高;抗菌实验表明HPEI-GO的添加能够显著增强膜的抗菌性能，改性膜对大肠杆菌抑菌率为74.88％。