盐响应性耐污染聚酰胺反渗透膜的制备与研究

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本文以一种双离子聚合物单体4-(2-磺乙基)1-(4-氯甲基苯乙烯)吡啶甜菜碱(PSVBP)在商业反渗透(RO)膜表面进行接枝,制备出一种新型盐响应性薄层复合(TFC)反渗透膜。SVBP单体的表面-引发自由基接枝聚合由过硫酸钾(K2S2O8)与亚硫酸氢钠(NaHSO3)组成的氧化还原体系引发。接枝聚合前后的膜表面状态由傅里叶红外全发射(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、膜表面电势(zetapotential)、动态接触角(DSA)及场发射扫描电镜(FESEM)进行全面的表征。膜表面化学组成、表面形态及电学特性的变化证明了膜表面接枝改性的成功。PSVBP的引入增加了膜表面带有的负电荷及亲水性,反渗透性能测试表明:接枝PSVBP后膜的截留率从98%上升到99.7%,但同时通量降低了20%。长达100小时的错流状态下的BSA膜污染试验表明,接枝改性后的反渗透复合膜在短期内具有优越的抗污染性能,但在长期的工作中则慢慢失去优势。尽管污染十分严重,改性后的膜再由盐水进行清洗后仍能恢复到初始通量的90%,是因为具有盐响应性的PSVBP聚合物刷为污染物离开膜表面提供了驱动力。在大豆油污染实验中,改性膜表现出比原膜更好的抗油污能力,但在之后的清洗实验中没有明显的效果,在腐植酸(HA)与Ca2+的联合污染实验中,改性膜同样表现出良好的耐污染能力,以盐水对膜进行清洗可以较大程度上恢复膜通量,而原膜则不具有以上特点。
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