抗污染抗菌芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜的制備.pdf

1、反滲透膜分離技術(shù)因具有操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行能耗低、脫鹽率高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用在海水和苦咸水淡化以及廢水資源化等領(lǐng)域，成為一種主流的水處理技術(shù)。目前，占領(lǐng)市場(chǎng)主導(dǎo)的商品反滲透膜是芳香聚酰胺(PA)膜。然而，膜污染問題的存在大大增加了反滲透系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本，制備抗污染反滲透膜成為當(dāng)下膜材料研究人員最具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一。
　　通過表面改性提高反滲透膜耐污染性已有報(bào)道。但是，反滲透膜污染有微生物污染、有機(jī)物污染、無(wú)機(jī)鹽沉積等多種類型，目前報(bào)道的

2、方法多是針對(duì)某一類型的污染，限制了其在實(shí)際場(chǎng)合的應(yīng)用。本文發(fā)展了一種基于Ugi四組分反應(yīng)(Ugi-4CR)對(duì)商品聚酰胺反滲透膜進(jìn)行表面改性的全新方法，一步反應(yīng)固載雙官能團(tuán)。由于膜表面殘留大量自由羧基，根據(jù)Ugi-4CR，同時(shí)接枝親水性大分子醛基化聚乙二醇和含有端氨基的抗菌組分，這里選擇三（2-氨乙基）胺(TAEA)和磺胺甲基惡唑(SMZ)兩種抗菌劑，制備兩種既能抗有機(jī)物和無(wú)機(jī)物污染又具有抗菌性能的改性反滲透復(fù)合膜:PA-g-PEG/TA

3、EA和PA-g-PEG/SMZ。用傅立葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)和X-射線光電子能譜(XPS)分析原膜和改性膜表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成變化，用熱失重分析(TG)計(jì)算膜表面接枝率，用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和原子力顯微鏡(AFM)觀察改性前后膜表面形態(tài)的變化，用動(dòng)態(tài)水接觸角(WCA)分析膜表面親水性的變化。
　　同時(shí)，用錯(cuò)流滲透測(cè)試評(píng)價(jià)反滲透膜的抗污染性能，在進(jìn)料液中加入牛血清蛋白(BSA)和海藻酸鈉(SA)模擬有機(jī)物污

4、染，加入高硬度無(wú)機(jī)鹽模擬無(wú)機(jī)物污染。經(jīng)過48小時(shí)的污染測(cè)試，對(duì)于BSA、SA和無(wú)機(jī)鹽污染，原膜的通量分別衰減了37.3％、34.6％和46.7％，而兩種改性膜均僅衰減了10.0％左右，經(jīng)過短時(shí)間的純水洗滌，原膜的通量恢復(fù)率僅為70.0％、78.2％和64.4％，而改性膜均在95.0％以上。以革蘭氏陰性的大腸桿菌和革蘭氏陽(yáng)性的金黃色葡萄球菌為細(xì)菌模型，用菌液震蕩法評(píng)估膜的抗菌性能，結(jié)果表明:原膜對(duì)于兩種細(xì)菌沒有明顯的抑制作用，對(duì)于PA-g