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天津津腾聚醚砜膜的亲水改性及其性能研究

[导读]考察了PES/SPAES/nCu膜对海藻酸钠(SA)、牛血清蛋白(BSA)和腐殖酸(HA)模拟废水的处理效果及抗菌性能(E.coil)。天津市津腾实验设备有限公司畅销款聚醚砜PES微孔滤膜结果表明,PES/SPAES/nCu共混超滤膜的亲水性、抗污染性及抗菌性能均有明显改善。

结果表明,SPAES膜对三种化合物的截留率顺序为DNP>m-DNB>苯酚,高磺酸基含量的SPAES对三种污染物的截留更有利。其中,SPAES(4/6)膜对DNP模拟废水(1 mmol·L-1)的截留率接近60%。基体改性膜的结构受到聚合物磺酸基含量的深刻影响,磺酸基含量高的SPAES膜溶胀率高、机械强度低。因此,聚醚砜PES微孔滤膜基于本体改性策略,构建了SPAES(4/6)(1wt%)、纳米铜粒子(nCu,0~0.4wt%)及PES共混体系,采用浸没沉淀相转化法制备了一系列平板PES/SPAES/nCu共混超滤膜。聚醚砜PES微孔滤膜形貌观测结果表明,该系列微孔滤膜膜均为典型的具致密皮层、多孔亚层和大孔底层的非对称结构,nCu有助于提高孔隙率、同时抑制大孔形成。其中,PES/SPAES/n Cu(0.4)膜的纯水通量达193.0 kg·m-2·h-1(0.1 MPa),静态水接触角为52o,通量恢复率达79%,抑菌率为78.9%。此外,SPAES与n Cu的相互作用显著抑制了n Cu的流失,出水中n Cu的含量低于30μg·L-1。最后,考虑到纳米粒子自身的毒性,以及为进一步改善纳米粒子的分散性与稳定性,本论文直接在碳纳米粒子表面引入高含量的磺化苯基,合成出磺化纳米洋葱碳(SCNO),构建了PES、SCNO(0~1.5wt%)共混体系。聚醚砜PES微孔滤膜通过浸没沉淀相转化法制备了一系列平板PES/SCNO共混超滤膜。SCNO粒子在铸膜液中分散性好、稳定性高,与聚合物相容性佳。SEM膜形貌观测结果表明,该系列超滤膜亦呈现典型的具致密皮层、多孔亚层和大孔底层的非对称结构,SCNO同样有助于提高孔隙率、同时抑制大孔形成。天津市津腾实验设备有限公司了解以BSA为模拟污染物,考察了该系列共混膜的水通量、截留率及抗污染性能。结果表明,SCNO的引入大幅增加了共混膜的水通量、截留率及抗污染性。其中,PES/SCNO(1.0)膜的纯水通量达到163.64kg·m-2·h-1(0.1 MPa),是PES膜的3.4倍(48.73 kg·m-2·h-1),对BSA的截留率接近90%,通量恢复率达到93.4%。


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