荷电超滤膜的研究_.季铵化聚砜超滤膜的研究_张保成

第飞2卷1仑3弓年环境愧ENRIVONMENTAL学C日卫M15RTyVd.12,树0.6Novomber1395荷电超滤膜的研究1.季按化聚砚超滤膜的研究张保成韩式荆(中国科学靛生态环境研究中心,北京,10008种要将氧甲基化聚矾(CMP)S超滤膜浸泡于三甲骏水溶液中制得季按化聚矾(QMPs)召雄膜.本文就门些反应条件对季按化聚枫超绘膜性能的影响进行了探讨,同时对季按化聚枫超滤膜和氯甲基化聚矾超滤膜的形态结构作了对比,并研究了它们的亲水性能和电性能等方面的差异.关健词:超滤,膜,氯甲基化聚讽,季钱化聚矶.膜科学是一门新兴的科学,膜分离技术是一种崭新的技术,目前正在得到越来越广泛的应用。为了满足各种用途的需要,国内外学者已研制开发了各种类型的膜不下百种,并在不断的探索和研究.利用荷电高分子膜处理荷相同电荷的大分子溶液,由于同性电荷间的相互排斥作用,膜污染较轻,一般来说处理效果较好.季馁化聚枫超滤膜是荷正电超滤膜,是目前研究较多的荷电超滤膜之一。通常是通过氯甲基化聚矾超滤膜季按化而制得.在阴极电泳涂漆中有广泛的应用前景.实验部分1。膜的制备先用工一S法制得氯甲基化聚矾超滤膜.将制好的氯甲基化聚枫超滤膜在一定温度下,浸泡于一定浓度的三甲胺水溶液中,过一段时间后取出用去离子水冲洗干净,即为季按化聚孤超滤膜.2.膜性能的评价对于季按化聚砚超滤膜,主要测定以下性能:水通量(f、,截留率(R),膜电阻率氢孟),孔隙率fH、,膜电压渗系数(尽).截留分子量〔MWCO),接触角(e),测量方法和氯甲基化聚现超滤膜性能测量方法相同.结果与讨论1.不同三甲胺溶液浓度对膜性能的影响三甲胺水溶液的浓度影响氯甲基化聚矾和三甲胺反应生成季按化聚矶的平衡程6期张保成等:荷电超滤膜的研究1.季胺化聚矾超滤膜的研究度,从而对季馁化程度有一定的影响.三甲胺水溶液浓度对膜性能的影响见图1.2于00一0r11{一6{}…-汀_ǎ三é·创à咬翔ǎ沂.à脚l`伽即50604030100.0:二.80.0。日芝一已à/16324864刀.0刀…0o7060DS403020时间(h)n,J石)Qù引,ó土l5一。讲挤!.040.20图1Fig.1Effeetsof三甲胺水溶液浓度、季钱化时间对膜性能的影响eoneentrationoftrimethylamine,quaternizedPeriodor;membraneCharaCte招在其它条件一样的情况下,三甲胺水溶液浓度越高,水通量越大.这是因为三甲胺水溶液浓度越高季按化程度越高,但是截留率没有太大变化,这说明膜的平均孔径变化不大,膜的电阻率也没有大的变化.2.季按化反应时间对膜性能的影响季按化反应时间越长,膜的水通量越大,膜的截留率及电阻率均没有明显变化,这说明反应时间越长,季按化程度越高,膜亲水性越强,水通量越大.但是膜孔径变化不大,膜的电阻率变化也很小.实验结果见图1.季按化时间长,虽可大大提高水通量,但是时间越长,膜溶胀程度越高,机械强度越差.如果时间太长,膜会自动破裂,一般季铁化时间以48h为佳.3.不同的氯甲基含量对季按化聚矾超滤膜膜性能的影响氯甲基含量对氯甲基化聚矾超滤膜的膜性能影响很大,如果以氯甲基化聚矾超滤膜直接季按化制得季馁化聚枫超滤膜,氯甲基含量对季胺化聚讽超滤膜性能的影响也很大,特别是和表层有密切关系的膜性能的变化表现得更为明显.实验结果如图2.氯甲基含量越高,季按化程度越高,水通量越大,电阻率越小,截留率没有大的变化.这是因为氯甲基含量越大,季按化程度也越高,亲水性越好.但是膜孔径没有大的差别.4.氯甲基化聚枫的浓度对季按化聚枫超滤膜性能的影响氯甲基化聚矾的浓度对氯甲基化聚矾超滤膜性能影响很大,同样它也是影响季按化聚矾超滤膜性能的重要因素,对于用氯甲基化聚枫超键膜直接浸泡于三甲胺水溶液中制得季按化聚枫超滤膜,季按化的结果主要是使膜的荷电性质发生了改变、以及荷电程度不同.从图2可见,随着氯甲基化聚枫浓度的增加,水通量减小,截留率基本不变,与氯甲基化聚枫超滤膜变化规律一致.440环境化学12卷ǐ|…11矛g代100211009UR一次à708060团4030一一,尸,—,\_。,`O曰几b朽j.J通朋喃印50403060分5DOù0工U4口09叼I·。日u/工日)工q白,ól220知0一40.60.8含氯量(meq/g)”行一龙l9浓度图2含氯量、氯甲基化聚讽浓度对季按化聚砚超滤膜性能的影响Fig.2EffeestofCIeontent,CMPSeoneentrationonQMPSUFmembraneeharaetefs5.季按化前后膜的形态结构氛甲基化聚枫超滤膜经季按化后,膜的荷电性质发生了改变,膜的亲水性增强.同时膜的细微结构也发生了变化.季按化程度越高.这种结构的变化也越明显.当氯甲a.季