張鳳杰超濾膜改性技術(shù)研究進(jìn)展高中教育

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聚醚砜膜的改性

第7卷第5期大連民族學(xué)院學(xué)報(bào)Vol.7No.52023年9月JOURNALOFDALIANNATIONALITIESUNIVERSITYSept.2023

超濾膜改性技術(shù)的討論進(jìn)展

張鳳杰朱嵐

（大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連116600）

摘要：隨著超濾膜技術(shù)的進(jìn)展，人們對(duì)超濾膜提出了各種各樣的特性要求，而解決膜污染問題也成為目前膜領(lǐng)域最為關(guān)注的問題.超濾膜改性，尤其是在膜表面引入親水性基團(tuán)是解決膜污染問題的關(guān)鍵.介紹了超濾膜改性技術(shù)方面的討論進(jìn)展，探討了將來超濾膜技術(shù)的進(jìn)展方向.

聚醚砜膜的改性

第5期張鳳杰，朱嵐：超濾膜改性技術(shù)的討論進(jìn)展27

應(yīng)改善膜材料的性能.如分別將4-乙基吡啶與丙烯腈、苯乙烯共聚以改善丙烯腈、苯乙烯與水的親和性[10].申屠寶卿等人[11]討論了甲基丙烯酸八氟戊酯-乙烯基咪唑共聚物與鈷卟啉復(fù)合膜的制備，共聚物中的咪唑基與鈷卟啉的第五配位點(diǎn)在溶液中絡(luò)合，制得的復(fù)合膜具有快速和可逆的氧結(jié)合特性.有文獻(xiàn)報(bào)道[12]，以感光性單體和丙烯腈共聚，合成了具有光敏特性的超濾膜，經(jīng)掃描電子顯微鏡圖像顯示，此制備的高聚物膜具有超濾結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)還證明具有較高的純水通量和對(duì)蛋白質(zhì)有較高的截留率.周廣榮等[13]利用醋酸乙烯酯在丙烯酸類單體共聚改性的基礎(chǔ)上，引入一種高級(jí)脂肪酸酯類單體參加共聚.討論結(jié)果表明，改性后的膠粘劑降低了最低成膜溫度，使膜的耐水性和粘接強(qiáng)度得到提高.

家的重視.Nystron采納UV放射線對(duì)聚砜膜進(jìn)行改性，BSA與膜表面因電性相斥使膜污染大大降低.Ulbicht[18]曾采納光照接枝的方法，分別將丙烯酸（AA）、２-羥基-乙基-甲基丙烯酸（HEMA）和聚乙二醇甲基丙烯酸（PEG-MA）單體接枝到聚丙烯腈超濾膜上，用改性后的膜去分別蛋白質(zhì)，使膜污染狀況得以明顯改善.國內(nèi)的陸曉峰[19]等人也對(duì)PVDF超濾膜的Co-60γ輻射接枝改性進(jìn)行了討論.先用Co-60γ-射線接枝苯乙烯單體，然后再在苯乙烯支鏈上進(jìn)行磺化，用改性后的膜對(duì)牛血清蛋白做試驗(yàn)，發(fā)覺膜的抗污染性增加，接觸角也由改性前的68降低至57.5.表面光接枝方法與高能輻射接枝方法相比，由于UV光的穿透力量較γ-射線差，致使反應(yīng)基本上只在材料表面進(jìn)行，因而材料的本體性能不會(huì)受很大的影響，而且UV光源及反應(yīng)設(shè)備成本相對(duì)較低，且易于連續(xù)化操作，因此，近幾年在這方面討論的較多，但僅限于試驗(yàn)室水平.

2.3表面化學(xué)反應(yīng)改性

表面化學(xué)反應(yīng)一般包括磺化反應(yīng)和弗克反應(yīng).除此以外，還有其他一些方法，如聚砜膜表面氟化，使F和O添加到膜表面，從而提高膜的親水性，而膜的選擇性不受氟化影響[20].Shoichet[21]用聚環(huán)氧乙烷（PEO）對(duì)PAN/VC超濾膜進(jìn)行表面化學(xué)改性，使膜對(duì)蛋白質(zhì)的吸附得到改善.邵平海[22]和呂曉龍[23]等人對(duì)PVDF中空纖維膜進(jìn)行了表面化學(xué)處理，在堿性條件下脫除HF，并在膜表面分別引入雙鍵、羥基和磺酸基團(tuán).結(jié)果發(fā)覺，膜經(jīng)表面改性處理后，透水速度和分別孔徑均未轉(zhuǎn)變，而表面親水性卻有較大改善，但柔韌性也有較大幅度的下降.劉鍇[24]等人利用聚砜膜和酞側(cè)基聚砜膜經(jīng)脫水溶解后，浸入環(huán)己烷（CH）和二氯乙烷（DCE）的混合液中，V（CH）∶V（DCE）=6∶4，加入氯磺酸，反應(yīng)30min后取出.經(jīng)紅外光譜測(cè)定發(fā)覺，PDC膜在磺化處理中引進(jìn)了—SO3H基團(tuán).采納傳統(tǒng)的化學(xué)方法，雖然成本較低，操作簡(jiǎn)潔易行，但缺點(diǎn)是反應(yīng)程度不易掌握，本體性質(zhì)受到的影響較大.2.4表面活性劑改性

在膜使用之前，為了防止膜污染，人們可以用表面活性劑法對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理.表面活性劑是由至少兩種或兩種以上極性或親媒體顯著不同的官吸附，從而使界面的狀態(tài)或性質(zhì)發(fā)生顯著變化.

2超濾膜表面的改性技術(shù)

與基體改性不同，表面改性是從制成的超濾膜動(dòng)身，采納離子體低壓放電、輻照接枝、表面化學(xué)反應(yīng)處理、表面活性劑預(yù)處理等方法對(duì)超濾膜進(jìn)行改性.該技術(shù)的特點(diǎn)是不轉(zhuǎn)變膜的本體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，只轉(zhuǎn)變膜表面的親水性、粘結(jié)性、生物相容性和抗污染性，給予超濾膜新的表面功能.2.1等離子體改性

等離子體是由光子、電子、高能離子和中性粒子組成的部分電離氣體，可以通過低壓輝光放電產(chǎn)生.Mariana等[14]通過Ar等離子體對(duì)PVDF膜進(jìn)行表面改性，結(jié)果表明，等離子體處理可以脫去PVDF中的HF并使O原子滲入膜表面，使膜表面的親水性大大提高.趙春田等[15]利用空氣等離子體對(duì)聚丙烯微孔膜處理后使膜表面帶有了氧元素.詹勁等[16]利用低溫等離子體引發(fā)接枝反應(yīng)，在表面帶負(fù)電的聚砜膜上引入帶正電的單體聚合物，從而削減膜表面的靜電荷，使抗污染性能提高.有文獻(xiàn)報(bào)道[17]，用低溫等離子體技術(shù)對(duì)聚丙烯腈超濾膜進(jìn)行了氣相接枝改性，結(jié)果表明，對(duì)聚丙烯腈膜表面接枝丙烯酸單體，可使聚丙烯腈膜從超濾膜向納濾級(jí)膜轉(zhuǎn)變.但人們認(rèn)為，采納該方法處理的過程中副產(chǎn)物較多，不易勝利.2.2輻照接枝改性

輻照接枝中輻射源可以是射線，也可以是紫外光.80年月初，表面光接枝方法引起材料科學(xué)

聚醚砜膜的改性

28大連民族學(xué)院學(xué)報(bào)第7卷

大的進(jìn)展，但它究竟還是進(jìn)展中的多學(xué)科交叉的產(chǎn)物.無論是從膜材料的討論，還是超濾工藝和工程的討論，都還有很多需要進(jìn)一步改進(jìn)、完善和探究的工作.今后其主要討論領(lǐng)域和進(jìn)展方向是：截留分子量更加敏銳和抗污染力量更強(qiáng)的超濾膜及耐溶劑的膜和組件；適用于高溫、高pH值的抗氧化膜；比較廉價(jià)的壽命長(zhǎng)的膜組件，以及低能耗組件設(shè)計(jì)等.隨著膜材料、膜工藝和膜工程的不斷討論和完善，超濾技術(shù)必將應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，特殊是在環(huán)保、生物、醫(yī)藥、食品領(lǐng)域，以及廢水處理和水資源的回用上將發(fā)揮巨大的作用.

Yoon等[25]爭(zhēng)論了陽離子型表面活性劑在表面荷負(fù)電超濾膜表面的吸附對(duì)脫除高氯酸鹽的影響.結(jié)果表明，隨著膜表面負(fù)電荷被陽離子表面活性劑中和，靜電排斥減小，高氯酸鹽的截留率也隨之降低.但由于陽離子表面活性劑的引入，導(dǎo)致膜的孔徑變小，空間排斥增加，進(jìn)而使高氯酸鹽的截留率顯著增大.兩者綜合的效果是高氯酸鹽的截留效果明顯改善.

3結(jié)束語

超濾作為一種新型分別技術(shù)，已經(jīng)取得了巨

聚醚砜膜的改性

第5期張鳳杰，朱嵐：超濾膜改性技術(shù)的討論進(jìn)展29[20]卞曉鍇，陸曉峰，施柳青.蛋白質(zhì)超濾過程及超濾膜的表面改性討論現(xiàn)狀[J].膜科學(xué)與技術(shù)，2023，21（1）：46-51.[21]Shoichet,WinnSR,AthavaleS,etal.Poly(ethyleneoxide)-Graftedthermoplasticmembranesforuseascellularhybrid

bio-artificalorgandyinthecentralnervoussystem[J].BiotechnologyandBioengineering.1994,43:563,572.[22]邵平海，李洪.聚偏氟乙烯微濾膜親水化處理[J].水處理技術(shù)，1999，26（1）：56-59.

[23]呂曉龍，趙衛(wèi)光，胡成松，等.聚偏氟乙烯中空纖維表面化學(xué)改性[J].天津紡織工學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，19（4）：8-11.[24]劉鍇，吳光夏，宋華，等.聚砜中空纖維超濾膜動(dòng)態(tài)法表面光接枝改性[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2023，

5（1）：32-35.

[25]JaekyungYoon,YeominYoon.Modificationofthepolycarbonate/poly(vinylidenefluoride)interfacebypoly(methyl

methacrylate)effect[J].Waterresearch,2023,37(10):2022-2023.

TheReviewofSurfaceModificationofUltrafiltrationMembrane

ZHANGFeng-jieZHULan

(CollegeofLifeScience,DalianNationalitiesUniversity,DalianLiaoning116600,China)

Abstract:Withthedevelopmentofmembranetechnology,peoplehaveavarietyofrequirementsforUFmembrane,oneofwhichistosolvethefoulingproblemonthemembranesurface.Thefoulingproblemispaidthemostattentioninthefield.Surfacemodification,especially,tointroducehydrophilicgroupsintothesurfaceofthemembraneisaneffectiveway.Thisarticlereviewstheprogressinthefield.ThetrendsofUFmembranetechnologyinthefuturearealsodiscussed.Keywords:ultrafiltrationmembrane;membranefouling;surfacemodification

（責(zé)任編輯鄒永紅）

(上接第14頁)

[19]洪暉，韓朔睽，王連生，等.含硫芳香族化合物的Free-Wilson分析法[J].科學(xué)通報(bào)，1995，40（7）：617-620.

InvestigationoftheBiotoxicityMechanismofAromaticHydrocarbons

QuantitativelybyMeansofToxicityRatioXiao2LEIBing-li1DONGYu-ying1FENG

(1.CollegeofLifeScience,DalianNationalitiesUniversity,DalianLiaoning116600,China;2.DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)

Abstract:Acutetoxicityofsixsubstitutedaromatichydrocarbons,phenol,nitrobenzene,m-nitroaniline,p-phenylendiamine,catecholandchlorobenzenetoPhotobacteriumphosphoreumwasdetermined.Theabovecompoundswereclassifiedintogroupsaccordingtothetoxicityratio(TR)andthemolecularstructurecharacters.Thetoxicmechanismwasdiscussedherein.Ourresultsshowedthatchlorobenzenewasnonpolaranesthetic,phenol,nitr