荷电超滤膜的研究_.氯甲基化聚砜超滤膜的研究_张保成

第犯卷第吕要193弓年醉月环境化学ENVIRONMENTALCl王EMISTRYVol.12,No.6Novemberle3吝荷电超滤膜的研究1.氯甲基化聚砚超滤膜的研究张保成马春英韩式荆(中国科学院生态环境研究中心,北京,l。。。85)摸材料不身的性质是决定摸性能的生要因萦,对于荷电超滤膜,荷电性和荷电程度兵全膜性能有较大的影响.本文研究了含氯量对抓甲基化聚枫(chlp)S超滤膜性能的影响,就有关制膜条件对膜的物理性能和电性能的影响也进行了研究.关键词:超滤,膜,氯甲基化聚砚,膜是利用其选择透过性将流体混合物进行分离,利用膜进行分离,设备简单、操作方便、效率高,耗能少,近几十年来发展很快,应用也越来越广。膜是膜分离技术的核心,自从S。:irajon研制出第一张不对称醋酸纤维素膜以来,膜的研究迅速发展,目前膜材料种类繁多,但仍远远不能满足实际应用的需要,研究开发出性能更好的膜是膜得以更广泛应用的关键.利用荷电性高分子膜处理荷电性相同的大分子溶液,由于同性电荷间的相互排斥作用,膜污染较轻,处理效果一般较好,聚砚改性膜是目前荷电膜研究的一个重要方面.实验部分1.膜的制备按一定的配比称取一定重量的溶剂.添加剂和膜材料,溶解成均一溶液.经过滤脱泡后在一定条件下(温度、湿度)用L一S法制成乎板膜,在空气中蒸发一定时I’of后放于一定温度的蒸馏水中凝胶成膜.2.膜性能的评价水通量(f):膜在0.SMPa下预压Zh后,用杯型超滤器在。.3MPa的压力和室温下,用去离子水测定水通量,水通量可用下面公式计算得到.f(nIl,/cmZ·11)一透水量炙二补膜有效面积扣m“、义透水时间(h)截留率又左):用。.1%牛血清白蛋白水溶液在杯型超滤器内过滤,用紫外分光光度计测定原液和过滤液的光密度值.用下式计算截留率毛`少,6期张保成等:荷电超滤膜的研究1.氯甲基化聚矶超滤膜的研究R(%)“原液光密度值一滤液光密度值原液光密度值x100%膜电阻率(A):用简易膜电阻测量装置测得膜电阻,通过下式计算电阻率。A恤·em)=膜电阻恤)又膜导电面积(cmZ)膜厚(em)孔隙率(H):将一定面积的膜,用滤纸吸去表面的水,在电子天秤上称其重量,在真空烘箱烘干至恒重后称其干重,由下式计算孔隙率。H`%,-.课黔纂疆·`“”%膜电压渗系数(脚:实验中使用简易装置测尽值,用0.lmol八KCI溶液,在不同压差下测定透过膜两边的电位差(E),作压差(△尸)一电位差E的曲线,求得斜率即为月值。月值可由下式求得:.尽(mV/MPa)=一dEd△P截留分子量(MWCO):测定不同分子量物质的截留率,再作曲线,求截留率为90%时对应的平均分子量定为膜的截留分子量。接触角(0):滤纸吸去膜表面的水,用C午D型接触角测定仪测定接触角。结果及讨论1.溶剂的选择制膜一般需把膜材料溶于溶剂中,溶剂对高分子材料起溶解作用.对于制膜来说,高分子不但要被溶剂完全溶解,同时溶剂不能和铸膜液中任何其它成份反应,并能与凝胶介质完全互溶,使之能自由扩散到凝胶介质中去.溶剂是影响膜性能的重要因素,为了获得性能较好的膜,必须选择一个合适的溶剂.目前有关溶剂理论还不成熟,选择溶剂还没有一个很好的方法.一般来说,可利用高分子材料在溶解过程中自由能的变化而导出的溶解度参数来选择溶剂,另外,凭经脸通过实验直接筛选溶剂也是一种常用的简便可行的方法.本实验就是直接把高分子膜材料溶于不同溶剂中定性地观察溶解状况的优劣来选择溶剂。实验结果见表1。表1不同溶剂对膜材料的溶解性aTblo1SolubilityofsolventstotheCMPS浓剂二甲基甲酸胺二甲基乙、。iN一甲基、咯烷酮乙二醇独甲醚二氧六环溶解速度难溶难溶透明性透明稍透明稍混浊由表l可见二甲基甲酞胺和二甲基乙酞胺是溶解性能较好的溶剂.但仅凭溶解速度还不能说.明溶剂的优劣,仍需用实验进一步验证.434环境化学12卷2.溶剂对膜性能的影响从表2可见,无论有机添加剂还是无机添加剂体系,在相同条件下,以二甲基甲酸胺作溶封制备的膜的性能总体上优于以二甲基乙酸胺为溶剂制备的膜.表2溶剂对膜性能的影响Table2Effeetsofsolve时5onmembrareprorert主es透水量(ml/。m“·h)截留率(%)添加剐DMPDyACDMFDMACùù11一!!乙二醇独甲醚!18.9}矶氰酸钠3.添加剂对膜性能的影响添加剂是膜液的重要组成成分,它强烈地影响着制膜液的结构状态.做为添加剂,既不能与溶韧的高分子材料发生反应,又必须能很好地溶于溶剂和凝胶浴中,由于添加剂的作用不仅与其在溶剂和凝胶浴的溶解程度有关,还与添加剂的蒸发和扩散速度、极性,以及与溶剂和高分子材料的相互作用力有关.目前添加剂的选择还没有一个很成熟的方法.凭经验通过实验选择添加剂也不失为一个行之有效的方