多孔膜研究進展　

多孔膜研究進展

報告人：時孟琪導(dǎo)師：王志時間：2012年10月————————超濾（UF）多孔膜內(nèi)容提要

1.超濾膜研究進展

1.1超濾膜材料

1.2超濾膜制備

1.3超濾膜改性

2.

納米復(fù)合膜研究進展

2.1常用的納米材料

2.2納米復(fù)合膜的制備方法

3.

多孔支撐膜研究進展21.1

超濾膜材料超濾膜材料聚合物材料無機材料醋酸纖維素聚砜聚丙烯腈聚偏氟乙烯3醋酸纖維素類天然的纖維素分子量很大，難于熔化和溶解，無法加工成膜二醋酸纖維素三醋酸纖維素混合纖維素改性醋酸纖維素超濾膜優(yōu)點：親水性好材料易得缺點：耐酸堿能力差，適合pH在4-6；使用溫度不能太高，最高溫度僅為30-35℃

耐微生物降解和有機溶劑能力較差最大的缺點是其壓密性差4聚砜類聚砜具有良好的熱穩(wěn)定性、機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，是一類具有特殊性能的工程塑料。聚醚砜與聚砜性質(zhì)大體相同，因其結(jié)構(gòu)單元中沒有脂肪烴基團，故熱穩(wěn)定性更好。用這類材料制成的超濾膜機械強度好，而且熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性能較好，目前使用比較廣泛。5聚丙烯腈（PAN）半結(jié)晶聚合物優(yōu)良的耐光和化學(xué)穩(wěn)定性可溶于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、蘋果酸等溶劑中不溶于醇、醚、酯、酮及油類等常用溶劑耐非極性有機溶劑耐堿性稍差6聚偏氟乙烯（PVDF）聚偏氟乙烯化學(xué)穩(wěn)定性能良好聚偏氟乙烯超濾膜的缺點是其強度和耐壓性能較差。在室溫下不被酸、堿、強氧化劑所腐蝕，脂肪烴、芳香烴、醇和醛等有機溶劑對其沒有影響，只有發(fā)煙硫酸、強堿、酮、醚等少數(shù)化學(xué)藥品能使其溶脹或部分溶解，可溶于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亞砜等強極性有機溶劑。7聚醚醚酮（PEEK）

聚醚醚酮是一種結(jié)晶性聚合物，具有優(yōu)良的耐蠕變和耐疲勞性能，除濃硫酸外，幾乎能耐任何化學(xué)藥品，長期使用溫度可達(dá)240℃以上，是一類非常有發(fā)展前途的超濾膜材料。聚醚醚酮磺化后可用于荷電超濾膜的制備。81.2超濾膜制備91.3超濾膜改性吸附改性接枝改性化學(xué)引發(fā)接枝紫外光引發(fā)接枝等離子體引發(fā)接枝輻照引發(fā)接枝共混改性親水聚合物與膜材料不同膜材料共混兩親性聚合物與膜材料10化學(xué)引發(fā)接枝

DamienQuémener等使用具有端氨基的聚環(huán)氧丙烷/聚環(huán)氧乙烷的共聚物(PEG-amine)接枝聚醚酰亞胺（PEI)。首先以相轉(zhuǎn)化法制備PEI超濾膜，然后將其浸入(PEG-amine)溶液中進行接枝，反應(yīng)條件溫和，操作簡單。結(jié)果顯示，當(dāng)(PEG-amine)濃度為2%時，膜孔徑不變，但是接觸角顯著下降，故抗污染性增強。11化學(xué)引發(fā)接枝DamienQuémener,Eric,J.Membr.Sci12紫外光引發(fā)接枝

HaijunYu等采用紫外接枝法在聚砜超濾膜表面接枝兩性化合物3-（甲基丙烯酰胺）丙基-二甲基（3-磺丙基）氫氧化銨(MPDSAH)，抗污染性能提高，在pH為4.5-10.0時都能保持較高的純水通量。HaijunYu,YimingCao,GuodongKang,J.Membr.Sci.,34220096–1313

接枝改性—等離子體引發(fā)接枝

HidenoriKuroki等在具有圓柱孔的聚碳酸(PC)基膜上采用等離子體誘導(dǎo)的方法接枝聚N異丙烯基丙烯酰胺（NIPAM）生成對溫度敏感膜。14

接枝改性—等離子體引發(fā)接枝

HidenoriKuroki,HidenoriOhashi,Taichi,Itoetal.J.membr.Sci.,2010,352:22–3115接枝改性—輻照引發(fā)接枝

J.K.Shim用γ-射線引發(fā)2-羥乙基-甲基丙烯酸鹽在聚丙烯超濾膜表面聚合，改性膜用于牛血清白蛋白溶液過濾時通量提高兩倍，抗污染性能也得到明顯改善J.K.Shim,H.S.Na,Y.M.Lee,etal.J.Membr.Sci.,2001,190:215-22616吸附改性

趙之平等將聚醚砜微孔膜浸入到羧甲基殼聚糖溶液中，而后用戊二醛交聯(lián)制成荷電的微孔復(fù)合膜，該膜具有很強的抗蛋白質(zhì)污染能力。

Z.-P.Zhao,Z.Wang,S.-C.Wang,J.Membr.Science,2003,217:151–15817共混改性—不同膜材料共混

Ming-ChienYang等利用聚偏氟乙烯與聚丙烯腈共混制備了改性超濾膜，與純聚丙烯腈膜相比，其性能有了明顯改變。改性超濾膜強度變差，而韌性增強；隨著聚偏氟乙烯含量的增加，超濾膜的純水通量增加，截留性能降低。

Ming-ChienYang,Ting-YuLiu,etal.J.Membr.Sci.,2003,226:119–13018共混改性—親水聚合物與膜材料

BumsukJung等以聚丙烯腈為成膜材料，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為添加劑，采用浸沒相轉(zhuǎn)化法制備不對稱膜。結(jié)果顯示PVP加入量越多，表面致密皮層越厚，指狀孔越少。當(dāng)加入量相同時，分子量越大，表面皮層越厚。BumsukJung,JoonKiYoon,BokyungKim,etal.J.Membr.Sci.,2004,243:45–5719共混改性—兩親性聚合物與膜材料

TingWang等將N,N-二甲基-N-甲基丙烯酸乙酯基-N-(3-磺丙基)與甲基丙烯酸丁酯聚合得到了兩性化合物，將其與聚醚砜共混制備超濾膜，得到抗污染的超濾膜，這是由于N,N-二甲基-氨基-丙烷-1-磺酸(N+(CH3)2CH2CH2CH2SO3?)基團能夠有效地抑制對BSA的吸附。TingWang,Yan-QiangWang,Yan-LeiSun,etal.J.Membr.Sci.,2006,280:343–350202.納米復(fù)合膜的研究進展近年來，納米復(fù)合材料的研究開發(fā)引起了全世界的廣泛關(guān)注，各領(lǐng)域內(nèi)的研究者正致力于利用納米材料提高原有材料的性能

一些研究者嘗試將納米材料用于分離膜的制備，希望為膜分離技術(shù)的發(fā)展帶來新的契機212.1納米復(fù)合膜的研究進展常用的納米材料

金屬氧化物納米顆粒碳納米管分子篩聚合物納米纖維222.2納米復(fù)合膜制備方法—共混首先合成或制備出各種形態(tài)的納米材料，再通過溶液共混、分散液共混或熔融共混等方式將其與膜材料混合后用于膜的制備。本課題組樊志峰師兄使用自制的聚苯（PANI）納米線與聚砜（PS)共混，所得超濾膜抗污染性能提高。AmirRazmjou等將TiO2納米粒子進行機械和化學(xué)改性，克服了納米粒子易團聚的弱點，制備出性能良好的超濾膜。ZhifengFan,ZhiWang,NingSun，etal.J.membr.sci.,2008,320:363–371AmirRazmjou,JalehMansouri,VickiChen，J.Membr.Sci.,2010233超濾膜作為支撐膜

蹇錫高等將雜萘聯(lián)苯聚芳醚砜酮用作膜材料，所得的膜耐高溫，機械強度高。并將將制得的膜作為基膜來制備耐高溫的納濾膜或者反滲透膜。

ChunruiWu,ShouhaiZhang,DalingYang,etal.J.membr.sci.,2006,279:238–24524超濾膜作為支撐膜Ghosh等以商業(yè)聚砜膜、自制聚砜膜、共混聚乙二醇、共混聚乙烯吡咯烷酮改性聚砜膜為支撐體制聚酰胺復(fù)合膜?？疾旎びH疏水性對復(fù)合膜性能的影響，他們認(rèn)為使用較疏水的支撐體時，水相單體不易進入膜孔，在支撐體膜孔內(nèi)部形成的聚酰胺較少，從而導(dǎo)致界面層傳遞阻力較小，獲得的復(fù)合膜通量高而截留率低。并且對支撐體影響復(fù)合膜性能的原理提出了模型。25超濾膜作為支撐膜

AsimK.Ghosh,EricM.V.Hoek,J.Membr.Sci.,2009,336:140–14826超濾膜作為支撐膜Singh等采用平