抑菌性聚醚砜超滤膜的制备及性能表征

通过共混法制备了含辣素衍生结构丙烯酰胺聚合物的抑菌性聚醚砜超滤膜。首先,用N-(5-甲基-3-异丁基-2羟基-苄基)-丙烯酰胺(MBHBA)和丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸乙酯(EA)制备了四元共聚物P(A-E-M-M),通过红外光谱证实了聚合物的合成;然后考察了铸膜液中四元共聚物的含量对所制备超滤膜性能的影响。结果表明,当P(A-E-M-M)含量为1%时,改性膜具有较高的综合性能:纯水通量和BSA截留率分别为187.6 L/(m2.h)和94.7%,与基膜相比有所提高;同时亲水性增加,静态接触角仅为62°,比基膜降低了12°;抑菌率达到了78.4%,远高于基膜的抑菌率(20%)。     

表面化学改性法制备抑菌性聚醚砜超滤膜

以辣素衍生物N-(5-甲基-3-异丁基-2羟基-苄基)-丙烯酰胺(HMBA)为改性材料,利用表面化学接枝法在聚醚砜(PES)超滤膜表面接枝辣素单体,提高膜的抑菌性。分别研究了单体含量、不同引发剂以及反应时间对接枝反应的影响;并采用全反射红外光谱(ATR-FTIR)对接枝前后聚砜膜进行表征,用原子力显微镜(AFM)观察接枝前后聚砜膜的形貌变化。结果表明,在单体的质量分数为1%,引发剂为过硫酸钾(K2S2O8)、焦亚硫酸钾(K2S2O5),处理时间60 min,接枝反应温度为40℃时,获得最佳接枝效果。接枝改性后的聚砜膜抑菌率达到80%,高于改性前的18%;表面水静态接触角能够降低到60°左右。     

抑菌性聚醚砜/辣素共混超滤膜的制备及表征

采用相转化法,以聚醚砜(PES)、合成辣素、聚乙二醇400(PEG400)、吐温80和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为原料制备聚醚砜/羧甲基壳聚糖共混超滤膜,并对影响超滤膜结构和性能的各个因素进行了研究。结果表明,在辣素含量为0.5%、反应温度为70℃条件下制备的PES/辣素共混超滤膜性能最优,其纯水通量为87.35 L/m2·h,对牛血清白蛋白截留率为90.71%。改性超滤膜的表面接触角下降为90.7°,阻力增大系数减小为1.09,亲水性能和耐污染性能提高不大,但对大肠杆菌有显著的抑菌作用。     

表面紫外接枝辣素衍生物制备抗菌性聚砜超滤膜

以二苯甲酮(BP)为紫外接枝引发剂,将辣素衍生物N-(2,3,4-三甲氧基苯甲基)丙烯酰胺(TMBA)和丙烯酸(AA)接枝在聚砜基膜表面上以提高膜的抗菌性和耐污染性。在先前研究的基础上,试验固定接枝时间为15 min,TMBA和AA的质量分数分别为1%和2%,溶剂为乙醇,通过表面接触角测定仪、全反射红外光谱、扫描电镜、水通量和截留率、耐污染性、抗菌性测试等方法来表征膜改性前后的结构和性能变化,研究引发剂BP含量对膜表面结构性能的影响。结果表明,改性后聚砜超滤膜的截留率、耐污染性等都得到很好的改善,尤其是改性膜的抗菌性得到了明显提高;当BP的质量分数为0.2%时,抑菌率达到95%左右,通量恢复率由基膜的25%提高到80%,可以证明改性后的聚砜膜具有了良好的抗菌性和耐污染性。     

原位生长法制备ZIF-8/PAN超滤膜用于染料废水处理

以六水合硝酸锌与2-甲基咪唑为前驱体,在聚丙烯腈(PAN)铸膜液中原位生长ZIF-8制备ZIF-8/PAN超滤膜,对其表面形态,化学结构,元素分布进行了表征,并研究了前驱体浓度对于膜结构以及膜性能的影响结果表明。ZIF-8在超滤膜断面及表面均有生长,在膜表面ZIF-8层均匀致密。超滤膜对于伊文思蓝染料截留率高达93.1%,纯水通量为140 L/(m~2·h)。随着前驱体浓度的增加,ZIF-8含量亦随之增加。通量显著升高,截留率略有下降。在循环过滤实验中超滤膜亦显示出优良的分离性能和抗污染性能。     

共混制备抗菌聚醚砜中空纤维超滤膜及其表征

辣素衍生物N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)丙烯酰胺HMBA和乙烯基单体(丙烯酸乙酯和丙烯酰胺)通过溶液聚合方法合成的共聚物HAE,将这种共聚物做为抗菌材料与聚醚砜共混均匀形成铸膜液,通过干-湿相转化法制备改性中空纤维超滤膜。铸膜液中共聚物的质量分数为0~3%,通过傅里叶红外全反射FTIR-AIR、水静态接触角(CA)、扫描电子显微镜(SEM)、错流过滤评价仪、抗菌实验、长期抗耐污染性实验对纤维膜进行表征及分析。结果表明,共混改性之后中空纤维超滤膜表面含有亲水基团,膜表面的接触角显著降低;当HAE在铸膜液中的质量分数为1%时,膜的纯水通量能达到193.7 L/(m2·h),膜对牛血清蛋白的截留率为95%,相对基膜分别提高90.5%和5.5%,通过去离子水清洗之后膜的通量恢复率能达到90.82%;抗菌性随着共聚物含量的增加而增强,当HAE的质量分数为3%时,超滤膜的抗菌率达到90%。由长期的耐污染测试发现改性膜对微生物具有很好的抵抗能力。     

氧化石墨烯掺杂反渗透混合基质膜制备及性能

由于芳香族聚酰胺反渗透膜在抗污染性以及耐氯性方面存在不足,限制了其在海水淡化等方面的应用。采用往油相中添加氧化石墨烯(GO)的二次界面聚合法改性了商业反渗透膜,评价了GO掺杂反渗透混合基质膜的分离性能和耐氯性能,并用接触角仪、Zeta电位仪、扫描电镜和原子力显微镜等仪器表征了膜的亲水性能、荷电性能以及膜表面形貌。结果表明,GO的添加提高了膜的分离性能、耐氯性能和亲水性能;当GO添加量为30 mg·L-1时,膜的通量为(77.7±0.9)L·m-2·h-1,膜的截留率为97.6%±0.5%,相比商业膜分别提高了38.4%和4.5%。当氯化强度低于4800 mg·L-1·h时,膜的水通量和盐截留率变化不明显。     

铸膜液聚合物浓度对PES/SPSf超滤膜表面性质的影响

以聚醚砜(PES)/磺化聚砜(SPSf)为成膜材料制备PES/SPSf超滤膜。研究了铸膜液聚合物浓度对超滤膜结构及性能的影响。结果表明,随着铸膜液聚合物浓度的增加,超滤膜的表面孔径降低;PES/SPSf超滤膜表面以亲水性好的SPSf为主,但是随着铸膜液浓度增加,SPSf在超滤膜表面的含量稍有降低,导致超滤膜表面亲水性以及荷负电性也降低。在铸膜液聚合物浓度为20%时所得超滤膜对牛血清蛋白的截留达到99.5%,渗透性为559.8 L·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1),综合性能最好。     

低截留分子质量新型聚芳醚腈酮超滤膜的研制

以新型聚芳醚腈酮为膜材料 ,以N -甲基 - 2 -吡咯烷酮 (NMP)为溶剂 ,研究了聚合物浓度、添加剂种类及含量、凝胶浴温度等对超滤膜性能的影响。结果表明 ,聚合物质量分数以 1 2 %～ 1 3 %为合适的制膜浓度 ,以聚乙二醇PEG - 4 0 0为添加剂时获得了高截留率和高水通量的超滤膜。随着凝胶浴温度的升高 ,水通量明显增大 ,而截留率有所下降 ,而共聚物的浓度增加则有相反的效果。制得的超滤膜具有较低的截留分子量 (PEG- 2 0 0 0 ) ,将制得的超滤膜用于达旦黄、黄X-G等染料的分离 ,截留率均达 90 %以上     

环保型抗菌剂BBAB的合成及其抑菌性能研究

以溴乙酸和2-丁烯-1,4-二醇为原料合成了1,4-双(溴乙酮氧)-2-丁烯(BBAB),采用FTIR和1 HNMR对其结构进行了表征,并测试了BBAB对工业循环冷却水的抑菌性能。结果表明,BBAB在较低浓度下对细菌具有快速杀灭作用,在浓度为10mg·L-1时,1h后抑菌率可达98%以上,是优良的工业水处理抗菌剂。     

2,2'-氧代双乙胺改性复合纳滤膜的亲水性研究

使用聚砜超滤膜为基膜,以亲水二胺单体(2,2'-氧代双乙胺)为添加剂,与哌嗪以不同比例混合作为水相溶液,通过界面聚合反应制备出高亲水性的聚酰胺/聚砜纳滤复合膜。通过红外表征膜的表面化学结构;静态水接触角测试表征膜的表面亲水性能;渗透性能测试表征了原膜及改性膜的水通量和盐截留性能。结果显示,随着2,2'-氧代双乙胺单体含量增加,膜的亲水性能越好,改性膜的水接触角最低可达到32°;在氧代双乙胺质量分数0.67%,测试压力为0.7 MPa,温度为25℃条件下,改性膜对2 g/L的MgSO_4水溶液水通量为35.6 L/(m~2·h),盐截留率达到90%。     

含辣素活性结构的苯甲酰胺衍生物的合成、抑菌及海洋防污性能研究

以N-羟甲基苯甲酰胺和含酚羟基的芳香化合物为原料,合成了4种含辣素活性结构的苯甲酰胺衍生物N-（4-羟基-3,5-二甲基苄基）苯甲酰胺(HDDB)、N-（5-叔丁基-2-羟基苄基）苯甲酰胺(THBHB)、N-(5-甲基-2-羟基苄基)苯甲酰胺(HMBB)和N-（6-甲基-5-羟基-1,3-苯并二氧杂戊环）苯甲酰胺(HBOMB),通过红外光谱（IR）和核磁共振氢谱（1HNMR）进行了结构表征。抑菌实验结果表明合成的化合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有良好的抑制作用,其中HBOMB对2种菌的最小抑菌浓度可达0.0625mg/mL和0.1250mg/mL。将化合物作为防污剂制备成防污涂料,120天的实海挂板只有少量污损生物附着。     

新型聚芳醚腈酮中空纤维超滤膜的研究

以含二氮杂萘酮结构聚芳醚腈酮(PPENK)为膜材料,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用干-湿相转化法制备了中空纤维超滤膜.考察了聚合物浓度、添加剂含量以及纺丝过程中空气间隙、凝胶浴温度和纤维壁厚对膜结构及性能的影响.结果表明,当聚合物浓度为13%,添加剂EgOH含量α=0.9时,膜通量可达770 L·m-2·h-1,对BSA的截留率在90%以上;增大空气间隙可使膜的截留性能提高,但膜通量有所下降,最佳空气间隙为5～8cm;凝胶浴温度的升高增大了膜的通量,截留率下降幅度不大,凝胶浴温度宜控制在21～25℃范围内;纤维壁厚在0.15～0.18 mm时膜性能最佳.     

具类辣素结构乙酰胺的合成及其抑菌、抑藻性能

以取代芳香烃和N-羟甲基乙酰胺为原料,采用傅-克烷基化反应设计合成了7种具类辣素结构乙酰胺化合物(Ⅰ～Ⅶ)。利用IR和~1HNMR对其结构进行了表征。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为受试菌评价了其抑菌活性,以三角褐指藻、中肋骨条藻和旋链角毛藻为受试藻评价了其抑藻活性。结果表明:7种化合物对2种菌和3种藻均具有较好的抑制作用,其中以3-乙酰胺甲基-4-肉桂苯酚(Ⅶ)的抑制作用最好,最小抑菌浓度可达到0.0625 g/L,且质量浓度为3 g/L时抑菌率与抑藻率均超过90%。     

辣素衍生物改性PVDF膜的制备及其抗菌性能

以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和天然辣素8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺（Capsa）为单体,通过自由基聚合合成辣素衍生物PMMA-Capsa。将PMMA-Capsa与聚偏氟乙烯（PVDF）共混,通过非溶剂诱导相转化法制备PVDF/PMMA-Capsa分离膜,系统地研究了PMMA-Capsa含量对所制备的分离膜表面化学组成、形态结构、亲水性能、抗菌性能及渗透性能的影响。结果表明在成膜过程中PMMA-Capsa倾向于分布在分离膜的表面和孔道表面。随着铸膜液中PMMA-Capsa含量的增加,所制备的分离膜断面结构中海绵层结构逐渐消失,分离膜容易形成粗糙的微孔状表面。PMMA-Capsa的引入使分离膜表面水接触角从88.4°降低到73.1°。渗透实验结果表明分离膜的纯水通量随着PMMA-Capsa含量的增加而增加,而对牛血清蛋白（BSA）的截留率逐渐降低,所制备的PVDF/PMMA-Capsa分离膜的通量恢复率高于纯PVDF膜。PVDF/PMMA-Capsa分离膜具有优异的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抗菌效率最高可达97.2%。     

荷电膜去除水中表面活性剂十二烷基苯磺酸钠研究

采用自制等离子体改性聚砜荷电膜对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)进行截留测试,通过改变溶液的初始SDBS质量浓度(40～400 mg· L-1)、操作压力(0.15～0.35 MPa),离子强度(NaCl质量浓度100～300 mg·L-1)以及pH(2～12)等影响因素,观察荷电膜对SDBS溶液的截留率以及通量的变化,分析作用机理.结果表明,静电斥力为主要作用力,同时伴有机械筛分作用.初始SDBS含量低时比高时截留效果好,SDBS初始质量浓度为40 mg· L-1时截留率可达85.68％;低离子强度时静电斥力发挥主要作用,截留率比高离子强度时高；压力越大,截留率越高；溶液pH接近中性时截留效果最好.     

亲水性PEO/PSF复合膜的制备与性能研究

以聚砜(PSF)作为膜材料,再以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,聚氧化乙烯(PEO)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,通过浸没沉淀相转化法制备了一系列的PEO共混改性的PSF复合超滤膜。通过杯式超滤器,接触角测量仪,扫描电镜(SEM),红外光谱仪(FTIR)等表征手段探究了PEO的加入对复合膜性能的影响。结果表明,PEO的加入显著改善了膜的亲水性能和超滤性能。在PEO质量分数为0.8%时,改性的PEO/PSF复合膜性能最佳,纯水通量达到161.12 L/(m^2·h),对BSA溶液的截留率为99.05%。     

阳离子聚丙烯酰胺改性聚乙烯醇纳滤膜的研究

采用阳离子聚丙烯酰胺与不同型号聚乙烯醇共混,采用溶液涂覆法在聚砜超滤膜上制备了共混改性聚乙烯醇纳滤膜,通过测试纯水通量、无机盐和小分子有机物的脱除率研究了膜片的分离性能,通过接触角实验表征了膜的表面亲水性,通过扫描电镜观察膜的结构。实验结果表明,共混改性聚乙烯醇纳滤膜片相比未改性聚乙烯醇纳滤膜,在膜性能上有显著提高,具有适中纯水水通量,测试为130 L/(m2·h),有较好的选择性分离能力,对Na2SO4的截留率为71%,对NaCl的截留率为23%,对PEG600的截留率为75%;通过加入阳离子聚丙烯酰胺,在纳滤膜表面引入季铵盐阳离子基团,增加了膜片的亲水性和选择性。     

PVDF中空纤维膜紫外接枝表面改性研究

以二苯甲酮(BP)为紫外引发剂,将2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(DEGMEMA)接枝在聚偏氟乙烯膜表面以提高膜的亲水性和抗污染性能。在二苯甲酮存在的条件下,紫外光(UV)辐射下发生提氢反应,可以有效防止PVDF分子主链的剪切,保持改性膜的分离性能。考察了BP浓度、DEGMEMA浓度、UV辐射时间和光照距离对改性超滤膜接枝率、亲水性和抗污染性能的影响。用表面全反射红外光谱(ATR/FTIR)表征改性前后膜表面化学组成的变化。表面改性膜(mPVDF)的亲水性随着接枝率的增加而增加,而牛血清白蛋白(BSA)吸附量有所减少,抗污染性能增加。     

杂萘联苯聚醚砜超滤膜的研制

以杂萘联苯聚醚砜(PPES)为膜材料,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用相转化法制备了非对称超滤膜.结果表明,聚合物浓度的变化、添加剂含量的变化、凝胶浴温度或停留蒸发时间的改变都会影响超滤膜的性能,所制得的PPES超滤膜在0.1 Mpa的操作压力下对PEG10000的截留率高于95%,纯水通量可达632 L·m-2·h-1.