天津津騰采用SEM觀測PNIPAM接枝前后的膜表面形貌特征,結(jié)果如圖1所示。TFC膜的表面呈現(xiàn)出局部的點(diǎn)狀結(jié)構(gòu),這是由于界面聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng),可在水相-有機(jī)相界面處行成局部熱源,溶液中不均衡的熱能可產(chǎn)生馬蘭戈尼對流并加速水相單體的擴(kuò)散,促進(jìn)對流區(qū)域的反應(yīng)和聚酰胺的形成。

同時,馬蘭戈尼對流使水相-有機(jī)相界面發(fā)生擾動,導(dǎo)致納濾膜表面形成具有點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)的聚酰胺分離層。在TFC膜表面接枝PNIPAM后,TFC-PNIPAM膜表面形貌發(fā)生顯著變化,可觀測到一層致密的聚合物層,表明1h的ATRP反應(yīng)可在納濾膜表面形成一層完整的PNIPAM鏈。通過整體觀測TFC膜和TFC-PNIPAM膜,并未觀察超濾支撐層的膜孔,表明TFC膜和TFC-PNIPAM膜均具有完整的分離層結(jié)構(gòu)。

為進(jìn)一步驗證TFC-PNIPAM膜上成功接枝PNIPAM鏈,使用ATR-FTIR表征改性前后膜表面官能團(tuán)的變化。

圖2為納濾膜的ATR-FTIR圖譜,TFC膜和TFC-PNIPAM膜在波數(shù)為1626cm-1和1440cm-1均呈現(xiàn)出兩個尖銳的峰,分別對應(yīng)聚酰胺分離層的羰基官能團(tuán)和羥基官能團(tuán)。

與TFC膜相比,TFC-PNIPAM膜在1626cm-1和1440cm-1處的峰強(qiáng)度顯著降低,表明在TFC-PNIPAM膜的聚酰胺分離層上形成新的聚合物。同時,可以在TFC-PNIPAM膜的1545cm-1和1368cm-1處觀察到兩個新峰,分別對應(yīng)仲酰胺基官能團(tuán)和異丙基官能團(tuán),是NIPAM單體的主要特征峰,表明PNIPAM鏈成功接枝在TFC膜表面。