张凤杰超滤膜改性技术研究进展高中教育

1/1张凤杰超滤膜改性技术研究进展-高中教育

聚醚砜膜的改性

第7卷第5期大连民族学院学报Vol.7No.52023年9月JOURNALOFDALIANNATIONALITIESUNIVERSITYSept.2023

超滤膜改性技术的讨论进展

张凤杰朱岚

（大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600）

摘要：随着超滤膜技术的进展，人们对超滤膜提出了各种各样的特性要求，而解决膜污染问题也成为目前膜领域最为关注的问题.超滤膜改性，尤其是在膜表面引入亲水性基团是解决膜污染问题的关键.介绍了超滤膜改性技术方面的讨论进展，探讨了将来超滤膜技术的进展方向.

聚醚砜膜的改性

第5期张凤杰，朱岚：超滤膜改性技术的讨论进展27

应改善膜材料的性能.如分别将4-乙基吡啶与丙烯腈、苯乙烯共聚以改善丙烯腈、苯乙烯与水的亲和性[10].申屠宝卿等人[11]讨论了甲基丙烯酸八氟戊酯-乙烯基咪唑共聚物与钴卟啉复合膜的制备，共聚物中的咪唑基与钴卟啉的第五配位点在溶液中络合，制得的复合膜具有快速和可逆的氧结合特性.有文献报道[12]，以感光性单体和丙烯腈共聚，合成了具有光敏特性的超滤膜，经扫描电子显微镜图像显示，此制备的高聚物膜具有超滤结构，试验还证明具有较高的纯水通量和对蛋白质有较高的截留率.周广荣等[13]利用醋酸乙烯酯在丙烯酸类单体共聚改性的基础上，引入一种高级脂肪酸酯类单体参加共聚.讨论结果表明，改性后的胶粘剂降低了最低成膜温度，使膜的耐水性和粘接强度得到提高.

家的重视.Nystron采纳UV放射线对聚砜膜进行改性，BSA与膜表面因电性相斥使膜污染大大降低.Ulbicht[18]曾采纳光照接枝的方法，分别将丙烯酸（AA）、２-羟基-乙基-甲基丙烯酸（HEMA）和聚乙二醇甲基丙烯酸（PEG-MA）单体接枝到聚丙烯腈超滤膜上，用改性后的膜去分别蛋白质，使膜污染状况得以明显改善.国内的陆晓峰[19]等人也对PVDF超滤膜的Co-60γ辐射接枝改性进行了讨论.先用Co-60γ-射线接枝苯乙烯单体，然后再在苯乙烯支链上进行磺化，用改性后的膜对牛血清蛋白做试验，发觉膜的抗污染性增加，接触角也由改性前的68降低至57.5.表面光接枝方法与高能辐射接枝方法相比，由于UV光的穿透力量较γ-射线差，致使反应基本上只在材料表面进行，因而材料的本体性能不会受很大的影响，而且UV光源及反应设备成本相对较低，且易于连续化操作，因此，近几年在这方面讨论的较多，但仅限于试验室水平.

2.3表面化学反应改性

表面化学反应一般包括磺化反应和弗克反应.除此以外，还有其他一些方法，如聚砜膜表面氟化，使F和O添加到膜表面，从而提高膜的亲水性，而膜的选择性不受氟化影响[20].Shoichet[21]用聚环氧乙烷（PEO）对PAN/VC超滤膜进行表面化学改性，使膜对蛋白质的吸附得到改善.邵平海[22]和吕晓龙[23]等人对PVDF中空纤维膜进行了表面化学处理，在碱性条件下脱除HF，并在膜表面分别引入双键、羟基和磺酸基团.结果发觉，膜经表面改性处理后，透水速度和分别孔径均未转变，而表面亲水性却有较大改善，但柔韧性也有较大幅度的下降.刘锴[24]等人利用聚砜膜和酞侧基聚砜膜经脱水溶解后，浸入环己烷（CH）和二氯乙烷（DCE）的混合液中，V（CH）∶V（DCE）=6∶4，加入氯磺酸，反应30min后取出.经红外光谱测定发觉，PDC膜在磺化处理中引进了—SO3H基团.采纳传统的化学方法，虽然成本较低，操作简洁易行，但缺点是反应程度不易掌握，本体性质受到的影响较大.2.4表面活性剂改性

在膜使用之前，为了防止膜污染，人们可以用表面活性剂法对其进行预处理.表面活性剂是由至少两种或两种以上极性或亲媒体显著不同的官吸附，从而使界面的状态或性质发生显著变化.

2超滤膜表面的改性技术

与基体改性不同，表面改性是从制成的超滤膜动身，采纳离子体低压放电、辐照接枝、表面化学反应处理、表面活性剂预处理等方法对超滤膜进行改性.该技术的特点是不转变膜的本体结构和性质，只转变膜表面的亲水性、粘结性、生物相容性和抗污染性，给予超滤膜新的表面功能.2.1等离子体改性

等离子体是由光子、电子、高能离子和中性粒子组成的部分电离气体，可以通过低压辉光放电产生.Mariana等[14]通过Ar等离子体对PVDF膜进行表面改性，结果表明，等离子体处理可以脱去PVDF中的HF并使O原子渗入膜表面，使膜表面的亲水性大大提高.赵春田等[15]利用空气等离子体对聚丙烯微孔膜处理后使膜表面带有了氧元素.詹劲等[16]利用低温等离子体引发接枝反应，在表面带负电的聚砜膜上引入带正电的单体聚合物，从而削减膜表面的静电荷，使抗污染性能提高.有文献报道[17]，用低温等离子体技术对聚丙烯腈超滤膜进行了气相接枝改性，结果表明，对聚丙烯腈膜表面接枝丙烯酸单体，可使聚丙烯腈膜从超滤膜向纳滤级膜转变.但人们认为，采纳该方法处理的过程中副产物较多，不易胜利.2.2辐照接枝改性

辐照接枝中辐射源可以是射线，也可以是紫外光.80年月初，表面光接枝方法引起材料科学

聚醚砜膜的改性

28大连民族学院学报第7卷

大的进展，但它究竟还是进展中的多学科交叉的产物.无论是从膜材料的讨论，还是超滤工艺和工程的讨论，都还有很多需要进一步改进、完善和探究的工作.今后其主要讨论领域和进展方向是：截留分子量更加敏锐和抗污染力量更强的超滤膜及耐溶剂的膜和组件；适用于高温、高pH值的抗氧化膜；比较廉价的寿命长的膜组件，以及低能耗组件设计等.随着膜材料、膜工艺和膜工程的不断讨论和完善，超滤技术必将应用于更多的领域，特殊是在环保、生物、医药、食品领域，以及废水处理和水资源的回用上将发挥巨大的作用.

Yoon等[25]争论了阳离子型表面活性剂在表面荷负电超滤膜表面的吸附对脱除高氯酸盐的影响.结果表明，随着膜表面负电荷被阳离子表面活性剂中和，静电排斥减小，高氯酸盐的截留率也随之降低.但由于阳离子表面活性剂的引入，导致膜的孔径变小，空间排斥增加，进而使高氯酸盐的截留率显著增大.两者综合的效果是高氯酸盐的截留效果明显改善.

3结束语

超滤作为一种新型分别技术，已经取得了巨

聚醚砜膜的改性

第5期张凤杰，朱岚：超滤膜改性技术的讨论进展29[20]卞晓锴，陆晓峰，施柳青.蛋白质超滤过程及超滤膜的表面改性讨论现状[J].膜科学与技术，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.聚偏氟乙烯微滤膜亲水化处理[J].水处理技术，1999，26（1）：56-59.

[23]吕晓龙，赵卫光，胡成松，等.聚偏氟乙烯中空纤维表面化学改性[J].天津纺织工学院学报，2000，19（4）：8-11.[24]刘锴，吴光夏，宋华，等.聚砜中空纤维超滤膜动态法表面光接枝改性[J].环境污染治理技术与设备，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

（责任编辑邹永红）

(上接第14页)

[19]洪晖，韩朔睽，王连生，等.含硫芳香族化合物的Free-Wilson分析法[J].科学通报，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