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表面接枝DMAE聚氯乙烯中空纖維膜研究

導讀:超濾膜分離技術因其優(yōu)異的分離效率、節(jié)能、經(jīng)濟等優(yōu)勢，已成功應用于飲用水凈化領域。然而，由于超濾膜滋生細菌，易導致飲水安全問題，引起人們的關注。天津津騰實驗設備有限


返回列表 來源：未知 發(fā)布日期：2020-07-08 12:10【大 中 小】
超濾膜分離技術因其優(yōu)異的分離效率、節(jié)能、經(jīng)濟等優(yōu)勢，已成功應用于飲用水凈化領域。然而，由于超濾膜滋生細菌，易導致飲水安全問題，引起人們的關注。天津津騰實驗設備有限公司了解到目前，聚氯乙烯(PVC)以其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、物化穩(wěn)定性能已成為超濾膜制備領域中具有較好發(fā)展?jié)摿Φ木酆衔镌牧?，通常借助非溶劑致相分離法利用PVC材料制備中空纖維超濾膜，但PVC材料疏水且表面能較低，易受到生物污染和細菌侵蝕，在膜生物反應器中尤為明顯。經(jīng)過長期運行，細菌與微生物會在膜表面及孔道內吸附沉積，降低了膜的分離效率和使用壽命，同時引起了水質安全問題。因此迫切需要尋求PVC膜材料的抗菌改性技術。

綜上，本研究選取三通道PVC中空纖維膜組件為改性載體，甲基丙烯氧基芐基二甲基氯化銨(DMAE)為抗菌單體，通過低溫水等離子體技術對膜進行活化，將DMAE接枝共聚于膜表面，獲得具有抑菌抗污染的PVC中空纖維膜，系統(tǒng)考察等離子體活化膜及接枝膜的滲透性能、力學性能、親水性能，并研究等離子體活化膜組件對BSA的耐污性能。同時采用動態(tài)和靜態(tài)的抗菌實驗，考察接枝聚合物膜組件殺滅及抑制大腸桿菌的能力。該膜表面修飾工程技術具有簡便、易操作、成本低的優(yōu)勢，對于飲用水處理領域膜技術及組器的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

1.膜的抗污染性能分析
1.1BSA吸附性能分析
蛋白質吸附是膜污染的重要現(xiàn)象。給出了PVC膜和PVC-ir-H2O膜的吸附數(shù)值，隨BSA溶液濃度由0.5g?L−1提高至1.0g?L−1，PVC膜對BSA的吸附量由35mg?g−1上升至120mg?g−1，繼續(xù)提高BSA濃度至2.0g?L−1，吸附量增至150mg?g−1。天津津騰實驗設備有限公司了解到當BSA溶液濃度由0.4g?L−1提高至2.0g?L−1時，PVC-ir-H2O膜對BSA的吸附量由28mg?g−1增至57mg?g−1，其吸附量較原膜可以降低70%。膜的抗蛋白吸附能力的提高主要是由于膜表面親水性得到了較大改善，從接觸角數(shù)據(jù)中可以判定出，經(jīng)過等離子體活化以及接枝后，膜的親水性均得到了較大改善，并且接枝后的親水性更好，因此，膜的抗污染性通過對比活化前后的膜可以有效證明水等離子體活化能夠有效防止蛋白吸附，從而提高PVC膜的抗污染性能。

2結論
天津津騰實驗設備有限公司了解到通過低溫水等離子體活化和DMAE單體接枝聚合，對三通道PVC-HFMs膜進行了有效的表面改性，以增強其抗菌和親水性。這種新型環(huán)境友好方法可以簡便、可控地在膜外表面通過共價接枝的方式構建DMAE層。在等離子活化改性過程中，放電線圈被直接卷繞在膜殼上，代替了以往的LDLTP流需要在真空石英腔內產生Ar等離子流引入膜組件內的間接操作過程。能夠使得膜表面在改性過程中實現(xiàn)沿纖維軸向的均勻活化改性，同時，改性過程中利用水蒸汽在低壓下直接從潤濕的中空纖維膜中揮發(fā)出來作為溶劑，工藝更加綠色環(huán)保。研究結果表明，等離子體活化和接枝改性可有效提高PVC膜的親水性能、滲透通量及抗污染性能。

通過膜對BSA溶液的吸附性能及過濾性能研究可知，水等離子體活化改性膜能夠有效防止蛋白吸附，從而提高膜的抗污染性能，并且不會對截留性能造成較大影響。通過膜的抗菌性研究，在靜態(tài)抗菌實驗中，PVC-g-DMAE模塊對大腸桿菌的殺滅率為100%，穩(wěn)定性良好。在動態(tài)抗菌實驗中，膜組件經(jīng)過6次過濾后對大腸桿菌抑制作用明顯，動態(tài)過濾穩(wěn)定性好。天津津騰發(fā)現(xiàn)綜上所述，采用水等離子體活化耦合抗菌單體接枝聚合方法，為膜材料的抑菌抗污染改性提供了一種有效途徑，在飲用水處理領域，特別是小型家用凈水器膜組件改性方面，具有良好的應用前景。


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