聚醚砜超滤膜改性方法
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聚醚砜超滤膜改性方法王剑化学工程主要内容1、引言2、PES超滤膜改性方法现状3、改性PES UF膜制备设想及可行性改性PES UF膜制备设想及可行性引言聚醚砜(PES)是一种重要的膜材料,具有聚醚砜(PES)是一种重要的膜材料,具有化学稳定性好、强度高、pH适应范围广(1 ~ 13)、最高使用温度达120℃、抗氧化性和耐13)、最高使用温度达120℃氯性优良。
引言随着超滤膜应用领域的拓展,被处理的物料更加复杂,如:垃圾渗滤液、发酵液、特种行业的废水等,其中的污染物导致超滤膜的过滤性能(尤其是水通量)迅速下降,严重阻碍了超滤膜应用的经济和技术可行性。
因此,对超滤膜的性能提出了更高的要求,如亲水性、机械强度等。
而超滤膜的亲水化改性是改善超滤膜性能的重要方法,是超滤膜的发展方向之一。
1、PES超滤膜改性方法现状PES超滤膜改性方法现状2、改性PES UF膜制备设想及可行性改性PES UF膜制备设想及可行性PES超滤膜改性方法现状超滤膜基体改性PES超滤膜基体改性共混改性——共混改性优点:·扩大膜材料选择范围;·有效调节膜的亲/疏有效调节膜的亲/ 水性、膜结构和孔径分布。
PES超滤膜基体改性PES超滤膜基体改性——B<B 常用的是磺化法,磺化剂采用浓硫酸、发烟硫酸、常用的是磺化法,磺化剂采用浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸等。
氯磺酸等。
改性条件苛刻超滤膜表面改性PES超滤膜表面改性A<B 表面物理吸附表面物理吸附含有两种以上极性官能团的化合物,在溶液与膜表面接触的界面上的选择性定向吸附。
PES超滤膜表面改性PES超滤膜表面改性表面化学改性——表面化学改性用表面的缩聚反应或再氧化还原引发剂的作用下,在PES膜表面接枝新PES膜表面接枝新的功能团进行表面化学改性。
PES超滤膜表面改性PES超滤膜表面改性光引发表面接枝改性>光引发表面接枝改性利用光激发在PES膜表面产生自由基活性中心,继而引利用光激发在PES膜表面产生自由基活性中心,继而引发其他单体在膜表面的接枝聚合。
聚醚砜超滤膜的亲水化改性研究进展
吕少丽;王红军;徐又一
【期刊名称】《膜科学与技术》
【年(卷),期】2005(025)003
【摘要】聚醚砜(PES)超滤膜的疏水性导致在处理水的过程中驱动力高、易污染,需要亲水化改性.调研了PES超滤膜的亲水化改性方法:物理共混、化学共聚、表面物理吸附、表面化学处理、表面接枝等.围绕亲水化综述了PES超滤膜亲水改性的研究进展.
【总页数】5页(P80-84)
【作者】吕少丽;王红军;徐又一
【作者单位】浙江大学,高分子科学研究所,杭州,310027;浙江大学,高分子科学研究所,杭州,310027;浙江大学,高分子科学研究所,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TQ345.34
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稀土改性聚醚砜超滤膜的制备与性能研究张洋;梁义;胡晓宇;于正阳【摘要】Pechini法是一种利用有机物作溶剂改进的溶胶凝胶法.采用Pechini法制备了稀土-碱金属复合钨酸盐,将此复合钨酸盐凝胶作为改性剂对聚醚砜超滤平板膜进行了掺杂改性.并与对照组聚醚砜超滤平板膜作比较,分别对其纯水通量、始泡点、力学性能和结构进行分析,并模拟超滤膜的实际使用环境进行微生物培养,通过扫描电子显微镜得到形貌与微生物生长情况.结果表明,加入稀土后的聚醚砜平板膜纯水通量有明显的升高,由108.8 L/m2·h提升至176.7 L/m2·h,提高了62.41%;力学性能提升了1.89%,且更加稳定;膜表面通过SEM观察明显洁净于未添加的,有着显著的抑菌作用.【期刊名称】《天津科技》【年(卷),期】2018(045)004【总页数】5页(P57-61)【关键词】稀土改性;复合钨酸盐;超滤膜;通量;力学性能;抗菌【作者】张洋;梁义;胡晓宇;于正阳【作者单位】天津膜天膜科技股份有限公司膜材料与膜应用国家重点实验室天津300457;天津膜天膜科技股份有限公司膜材料与膜应用国家重点实验室天津300457;天津膜天膜科技股份有限公司膜材料与膜应用国家重点实验室天津300457;天津科技大学天津300457【正文语种】中文【中图分类】TQ320.721Pechini法[1-3]为 Pechini在1967年发表的专利,是利用金属螯合物之间的α-羟基羧基和多羟基醇的聚酯作用,形成化合物。
由于阳离子与有机酸发生化学反应而均匀地分散在聚合物树脂中,能保证原子水平的混合,在相对较低的温度下生成均一、单相的超细氧化物粉末。
超滤是从 20世纪末以来崛起的化工分离技术。
20世纪60年代起,膜分离技术进入了工业领域且被广泛应用[4]。
相转化法是一种较为简单的制膜方法,其工艺简单,操作方便,用途广泛,可用来制备各种反渗透、超滤、气体分离所用的膜。
共混改性聚醚砜超滤膜的制备及其性能研究膜技术作为高效的分离新技术,在水处理中有着很好的发展前景,受到越来越多的关注,但膜技术尚不成熟,其面临的一个主要问题是由膜的亲水性不足带来的易受污染,清洗频率增加进而导致膜寿命降低,成本上升。
所以,如何提高膜的亲水性及耐污染性,成为现阶段研究的重要方向。
本论文利用载银羟基磷灰石HAP/Ag作为改性材料,以共混法制备改性聚醚砜超滤膜,探索了制备时适宜的各材料添加比例,表征及测试了制备后的改性膜性能,并对改性膜的阻力变化进行了分析。
主要结论如下:(1)负载银纳米羟基磷灰石材料(HAP/Ag)在结构特征、尺寸大小、晶型结构和特征官能团等方面均与羟基磷灰石(HAP)相似性很高,表明HAP/Ag材料很好地维持了HAP材料原本的结构和性质;(2)随着改性材料HAP/Ag的添加,聚醚砜树脂(PES)膜的水通量、截留率和接触角有所改变:在添加量为2%时改性膜的水通量达到最大值,较原膜通量提高了397%;当添加量为5%时,截留率达到了最大值97%,高于原始膜64%的截留效果;当添加量为3%时,接触角最小,较原始膜的接触角下降了19.27%,表现出很好的亲水性能;另外,改性超滤膜的弹性形变量增大,最大拉力也逐渐增加;(3)添加改性材料后制备的所有PES超滤膜周围均产生了直径大小不一的抑菌圈,浓度接触实验进一步验证随着HAP/Ag添加量的不同,抑菌效果有所差异;银离子浸出量大小及速率实验验证得出材料中银离子具有初期快速溶出,后期缓慢释放的特性;(4)通过正交分析,铸膜液配比的优化条件为:PES18%,聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)6%,HAP/Ag 2%;优化后的改性PES超滤膜其纯水通量为205.88 L·m-2·h-1,截留率为98.94%,水通量衰减系数为0.31,抗污性能良好。
(5)优化的PES改性膜对COD的去除率达到了54.5%,对浊度的去除率为90.3%,与未改性的PES超滤膜相比,其去除率分别提高了1.20倍和1.93倍;两者有相同的阻力变化趋势,其中内部污染阻力和膜的固有阻力是导致两组膜在超滤过程中通量衰减的主要因素,而优化后的PES改性膜其阻力值一直低于未改性的PES膜,表明改性后的膜较原始膜,有更强的抗污能力。
血液净化用聚醚砜膜的改性研究赵长生四川大学高分子学院,四川省成都市一环路南一段24号610065本文将对血液净化用聚醚砜膜的改性进行讨论。
首先,对聚醚砜膜的改性方法进行讨论,包括本体改性、表面改性和共混方法。
其次,分别讨论了本体改性和聚醚砜膜表面接枝改性方法,包括表面接枝生物大分子如DNA和蛋白质。
再次,主要针对共混改性方法进行讨论,包括直接共混亲水性共聚物、无规三元共聚物和两亲性三嵌段共聚物等。
重点讨论改性膜的亲水性,抗蛋白污染性能、血小板黏附性能、抗凝血性能和细胞相容性。
最后讨论改性聚醚砜中空纤维膜进行动物实验和临床试验研究结果。
关键词:聚醚砜膜,血液净化,改性,血液相容性聚醚砜(PES)由于有着良好的耐氧化性、热学、力学性能以及良好的成膜性能而得到广泛应用,尤其是近年来在血液净化领域得到广泛应用,如血液透析、血浆分离等领域[1]。
但是,聚醚砜的血液相容性并不是很理想,在血液净化过程中,通常需要加入肝素作为抗凝剂来防止凝血的发生。
因此有必要对聚醚砜进行改性,以提高其血液相容性。
Figure 1. Synthesis of PES with different functional groups聚醚砜膜的改性很多,主要包括本体改性、表面改性和共混方法。
改性的目的是提高膜的亲水性,降低蛋白吸附(提高抗蛋白污染性能)、抑制血小板黏附性能、提高抗凝血性能和细胞相容性。
(1)本体改性:主要包括磺化和羧基化。
由于氯磺酸磺化时可带上反应性的磺酰氯基团,因此可进一步反应接枝其它功能基团,如图1所示[2]。
Figure 2. The process of BSA grafting.Figure 3. Synthesis of the PVP-b-PMMA-b-PVP block copolymers(2)表面接枝改性:表面可接枝生物大分子DNA或蛋白质(牛血清白蛋白,BSA)。
表面接枝白蛋白BSA如图2所示[3]。
聚砜平板超滤膜的制备及亲水性改性闫二锦;钱建华【摘要】为进一步研究不同制膜条件下聚砜(PSF)超滤膜的结构及性能,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,改变聚砜浓度及添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和氯化锂(LiCl)的配比,采用相转化法制备PSF平板超滤膜.通过扫描电镜观察膜的表面形貌结构,并讨论了不同制膜条件的接触角、水通量、截留率的变化规律.结果表明:当聚砜质量分数在11%~14%,添加剂PVP的质量分数为8%~10%,LiCl质量分数为3%时,PSF超滤膜的综合性能最好,膜截面有较明显的指状结构,孔径分布均匀,较高的截留率,水通量高达231L/(m2·h),平衡水含量达到83.5%.PSF超滤膜的接触角随着LiCl及PVP浓度的增加而减小,膜的亲水性能得到了改善.【期刊名称】《现代纺织技术》【年(卷),期】2016(024)001【总页数】5页(P27-31)【关键词】相转化法;聚砜超滤膜;接触角;水通量;截留率【作者】闫二锦;钱建华【作者单位】浙江理工大学材料与纺织学院,杭州310018;浙江理工大学材料与纺织学院,杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8近年来随着国家经济的快速发展,水污染、空气污染等问题成为越来越严峻的挑战,国家对环保材料的投入在逐年增加,对优良的过滤材料的需求量也越来越大。
膜技术广泛应用于分离技术中,尤其是水处理中。
膜的多孔性及亲水性在分离过程中起着巨大作用。
超滤已逐渐成为食品工业、制药工业和生物技术中最重要的水处理技术[1-3]。
选择超滤用膜材料时主要考虑成膜性、化学稳定性、耐微生物侵蚀和耐氧化性能,且最好是亲水材料,以得到较高水通量和抗污染能力,也便于清洗。
聚砜(PSF)是一类在分子主链上含有砜基的芳香族热塑性聚合物材料,具有优良的力学性能、热稳定性、化学稳定性及良好的加工性能。
在几种聚砜材料中,双酚A聚砜产量大,应用最为广泛,在膜材料(包括滤膜与电渗析膜)方面也有着极为重要的应用,比如聚砜超滤膜、聚砜中空纤维膜、聚砜纳滤膜、聚砜复合膜、聚砜亲合膜及聚砜离子交换膜等。
不同功能纳米材料共混改性聚醚砜膜及其超滤性能研究不同功能纳米材料共混改性聚醚砜膜及其超滤性能研究摘要:纳米材料在膜技术领域中扮演着重要角色,通过将纳米材料引入聚醚砜膜中进行共混改性,可以显著改善聚醚砜膜的性能。
本研究通过引入不同功能的纳米材料(如氧化石墨烯、纳米钛酸钡和氯化苄纳米颗粒)对聚醚砜膜进行改性,并研究了共混改性膜的超滤性能。
结果表明,纳米材料的引入能够显著提高聚醚砜膜的热稳定性、机械性能和抗污染性能,且能够调控膜的孔径和孔道分布,对超滤性能有明显影响。
1. 引言膜技术是一种重要的分离与纯化技术,广泛应用于水处理、废水处理、饮用水净化、分离与纯化等领域。
聚醚砜膜作为一种常用的膜材料,具有优良的化学稳定性、热稳定性和抗污染性能,但其应用受到孔径小、通量低等限制。
因此,改善聚醚砜膜的性能,提高其超滤性能十分必要。
2. 方法在本研究中,我们选择了氧化石墨烯、纳米钛酸钡和氯化苄纳米颗粒作为纳米材料进行共混改性。
首先,将聚醚砜与不同纳米材料按一定比例进行混合溶解,制备得到共混材料。
然后,利用溶液浇筑法将共混材料制备成薄膜。
最后,对所制备的共混改性膜进行表征和性能测试。
3. 结果与讨论3.1 热稳定性通过热重分析仪测试发现,引入纳米材料后,聚醚砜膜的热稳定性显著提高。
例如,添加0.5%氧化石墨烯的薄膜在350℃下的质量损失率仅为5.7%,而未经改性的聚醚砜膜在相同条件下的质量损失率高达12.3%。
3.2 机械性能通过拉伸实验测试发现,共混改性后的聚醚砜膜的强度和韧性均得到显著提高。
例如,添加1%纳米钛酸钡的薄膜的拉伸强度为35 MPa,而未经改性的聚醚砜膜的拉伸强度仅为25 MPa。
3.3 抗污染性能通过静态污染实验证明,共混改性后的聚醚砜膜具有更好的抗污染性能。
添加0.3%氯化苄纳米颗粒的薄膜在100小时内的通量恢复率为85%,而未经改性的聚醚砜膜的通量恢复率仅为60%。
3.4 超滤性能通过超滤实验测试发现,不同纳米材料的引入对聚醚砜膜的孔径和孔道分布有明显影响,从而影响其超滤性能。