抗污染的高通量聚醚砜超濾膜的制備研究.pdf

1、本論文以聚醚砜(PES)為膜材料,N-甲基吡咯烷酮(NMP)為溶劑,首次采用聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)為添加劑,用相轉(zhuǎn)化工藝,進(jìn)行抗污染的高通量超濾膜的研制,主要進(jìn)行了三個(gè)方面的研究。首先研究了鑄膜液組成(聚合物濃度和添加劑濃度)以及成膜條件(揮發(fā)時(shí)間、凝固浴溫度、環(huán)境濕度)對(duì)膜性能的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)證實(shí),隨著鑄膜液中聚合物濃度的增加,超濾膜的水通量減小,對(duì)牛血清蛋白(BSA)的截留率增大。隨著PVP濃度的升高,膜的水通量先升高后降低

2、,截留率不斷升高。隨著凝固浴溫度的升高,膜的水通量增大,截留率降低。隨著揮發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng),膜的水通量先升高后降低,截留率略有提高。隨著環(huán)境濕度的增加,膜的水通量先增加后降低,截留率變化不大。實(shí)驗(yàn)確定的最佳制膜條件為:PES濃度為17wt.％,PVP濃度為12wt.％,凝固浴溫度35℃,揮發(fā)時(shí)間40s,環(huán)境濕度52％。在此條件下制備的超濾膜的純水通量為441 L·m-2·h-1,對(duì)BSA截留率為92％。與文獻(xiàn)中報(bào)道的超濾膜相比,所制備的超濾

3、膜的水通量較高。
　　 在此基礎(chǔ)上,論文選擇在PES濃度為17％、PVP濃度為4％條件下制備的超濾膜進(jìn)行了明膠水溶液的濃縮實(shí)驗(yàn)。并運(yùn)用表面張力理論解釋了膜濃縮明膠蛋白的行為。研究發(fā)現(xiàn),膜對(duì)明膠水溶液有較好的分離性能。對(duì)明膠蛋白的平均截留率達(dá)到70％以上,最大通量達(dá)到17 L·m-2·h-1。隨著料液流速的增加,膜的通量增加,膜的截留率變化不大。隨著操作壓力的增大,膜的通量先線性升高,后升高變緩,截留率變化不大。隨著料液溫度的升高

4、,膜的通量升高,截留率降低。隨著料液濃度的增大,膜的通量降低,截留率略有升高。表面張力測(cè)定結(jié)果表明,膜和明膠蛋白之間的界面張力越大,膜越容易被污染。
　　 為了提高膜對(duì)蛋白質(zhì)的抗吸附性能,論文還采用一種新的方法即外加高電壓技術(shù)制備了荷電駐極超濾膜,測(cè)定了膜的表面電位及對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在外電壓為1～5KV范圍內(nèi),所制備的膜表面帶負(fù)電荷。外加電壓對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響不大,膜的水通量為135～150 L·m-2·h-1。膜在p