膜材料表面有哪些化学特性，影响膜表面的亲水性薄膜 光伏，电荷特性的主要因素有哪些

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-10-15 00:20 标签： 亲水性样品过滤膜选择
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基于表面偏析功能化超滤膜的制备及其性能研究毕业论文
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功能化超滤膜在水处理、生物分离、药物控制释放等领域具有良好的应用前
景。目前，设计和制备功能化超滤膜的方法主要包括表面接枝、表面涂覆等，存
在易使膜孔堵塞、步骤繁琐、成本高等缺点，限制了功能化超滤膜的发展与应用。
表面偏析作为一种原位的、三维的改性方法，可在膜表面产生有效的功能性高分
子刷，受到国内外学者的广泛关注。本论文基于表面偏析制备出功能化超滤膜，
具体工作如下：
基于自由表面偏析制备具有pH 响应性的超滤膜。通过自由基接枝聚合的方
法在Pluronic
F127 分子上接枝具有pH 响应性的聚甲基丙烯酸（PMAA ）链段，
制备出不同接枝聚合度的两亲性嵌段共聚物 PMAA -F127-PMAA
。系统的考察
了PMAA 链段接枝聚合度对PES/PMAA -F127-PMAA
超滤膜的表面化学组成、
表面亲水性、表面电荷、pH
响应性能的影响。研究表明，在成膜过程中 pH
应性PMAA 链段发生了自由表面偏析，且随着PMAA 链段接枝聚合度的增加，
在膜表面的覆盖度增加。PES/PMAA -F127-PMAA
超滤膜具有显著的、
可逆的和持久的pH 响应性能，且随PMAA 表面覆盖度的增加，膜的pH 响应性
程度增大。
基于自由表面偏析制备具有抗污染性能的超滤膜。通过沉淀共蒸馏的方法在
碳纳米管（CNT ）壁上接枝两性离子甲基丙烯酸磺酸甜菜碱（SBMA ），制备无
机复合纳米材料 SBMA@CNT 。系统的考察了不同添加量的 SBMA@CNT
PES/SBMA@CNT
超滤膜的机械强度和抗污染性能的影响。研究表明：
的加入显著提高了 PES/SBMA@CNT
超滤膜的抗污染性能。当
SBMA@CNT 添加量为1%时，PES/SBMA@CNT 超滤膜具有最优异的抗污染性
能，通量恢复率为98.89%，通量衰减率为37.73% 。
基于强制表面偏析制备具有抗污染性能的超滤膜。通过自由基接枝聚合的方
法制备了含有疏水链段甲基丙烯酸丁酯（PBMA ），亲水链段甲基丙烯酸聚乙二
醇酯（PEGMA ）和低表面能链段甲基丙烯酸六氟丁酯（PHFBM ）的两亲性类嵌
段共聚物 PBMA-PEGMA-PHFBM 。系统的考察了 PBMA-PEGMA-PHFBM
PVDF/PBMA-PEGMA-PHFBM
超滤膜表面化学组成、表面亲水性、表面能和抗
污染性能的影响；以及不同的搅拌速度、操作压力和油浓度对膜抗污染性能的影
响。研究表明，PVDF/PBMA-PEGMA-PHFBM
超滤膜在低搅拌速度、高操作压
力及高油浓度下，均表现出优异的抗污染性能，通量恢复率均高于90% 。
关键词：超滤膜；表面偏析；功能化；pH 响应性；抗污染
Functional ultrafiltration membranes have a good prospect in the field of water
treatment, biological separation and drug delivery, etc. So far, most of the funct
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纳滤膜的性质与特点
发布时间： 16:02:38&&中国污水处理工程网
大多数的纳滤是多层聚合物组成的复合型膜，纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜。纳滤膜的表层孔径范围在纳米级(10-9m)，平均孔径为2mm，相对分子质量截留范围为200-1000。其表面分离层通常荷负电化学基团，多数纳滤膜表面荷负电。
纳滤膜的孔径和表面荷电特征使其分离具有两个特性，即筛分效应和电荷效应。
从图1中可以看到，反渗透膜脱除了所有的盐和有机物，而超滤膜对盐和低分子有机物没有截留效果。纳滤膜截留了糖类低分子有机物和多价盐(如MgSO4)，对单价盐的截留率仅为10%～80%，具有相当大的通透性，而二价及多价盐的截留率均在90%以上。
纳滤膜对盐的截留性能主要是由膜的电荷效应决定的，纳滤膜对中性不带电荷的物质(如，乳糖、葡萄糖、麦芽糖)的截留则是由膜的筛分效应决定的。例如，日东电工的NTR-7450膜，脱盐率是50%，对蔗糖的截留率是36%，所表现的大分子量的蔗糖比小分子量的盐更容易透过，是由于膜的电荷效应引起的。
盐离子的电荷强度不同，膜对离子的截留率也有所不同。对于含有不同价态离子的多元体系，由于膜对各种离子的选择性有异，根据道南效应(Donaneffect)不同离子透过膜的比例不同。例如，溶液中含有Na2SO4和NaCl，膜对SO[-2]4的截留优先于Cl-。如果增大Na2SO4的浓度，则膜对Cl-的截留率降低，为了维持电中性，透过膜的钠离子也将增加。当多价离子浓度达到一定值，单价离子的截留率甚至出现负值，即透过液中单价离子浓度大于料液浓度。
操作压力低
在纳滤过程中操作压力一般低于1.0兆帕，故也称为低压渗透。操作压力降低则意味着对系统动力设备要求的降低，这对于降低整个分离系统的设备投资是有利的。 上传我的文档
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操作因素对纳滤膜分离性能的影响
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你知道超滤膜污染吗?
最近一直有听到超滤膜污染，而超滤膜污染的情况已经存在了很长时间，超滤膜污染主要是因为内膜材料以及溶液的化学性质导致的。
超滤膜一旦被污染，将引起膜透水通量的下降，并且这种通量的衰减通常是不可逆的，这样就会导致超滤过程无法进行较长时间的稳定操作，影响超滤效率的充分发挥。
一、超滤膜污染的原因
在压力一定的情况下，膜通量随过滤时间的延长而降低;在流量一定的情况下，跨膜压差随过滤时间的延长却不断增加。产生这些现象的主要原因是在膜滤过程中，超滤膜截留了水中的微粒、胶体等污染物质，并在膜表面或孔内不断积累，进而对超滤过程产生不利的影响。
二、超滤膜污染的控制措施
1、可以通过有效的清洗将膜的透水性能得到恢复;
2、采取过滤、混凝沉降等措施对料液进行预处理;
3、增加膜面的切向流速，降低边界层厚度，提高传质系数;
4、选择适宜的操作压力，避免增加沉淀层密度及厚度;
5、研制开发具有较优抗污染性能的制膜材料。
三、超滤膜污染的分类
对于现在人们对超滤膜污染的认识，可以将超滤膜污染分为三类，分别是：有机物污染、无机物污染和微生物污染。
有机物污染
有机物主要是指由水中的各种有机物引起的膜污染。它主要表现在膜表面的污染层或膜孔堵塞。有研究表明，天然有机物对超滤膜的污染首先是中低分子量组分入侵膜孔，然后是高分子量组分在膜表面封锁。结果表示，亲水性有机物是造成通量下降的主要因素。
无机物污染
无机物污染主要是指由悬浮物质引起的膜污染。它主要通过两个途径来实现，一是无机颗粒物质在膜表面及膜孔内积累;二是不断沉积的颗粒物质可能会形成逐渐上升的阻力。
微生物污染
微生物污染主要是指由微生物本身及其分泌物导致的膜污染。有据研究表明细菌能够粘附在膜表面并形成生物膜，且这种生物膜具有生物活性并影响水力渗透性。
四、超滤膜的预防措施
提高膜的抗污染性能
膜材料的亲/疏水性、表面电荷、化学结构和孔径等因素都会影响膜的分离性能。其中，膜的亲/疏水性是膜的一个重要特性。亲水性的膜通量大，因此在膜表面与水分子之间存在的氢键作用使水优先被吸附，由于水呈有序结构，疏水性物质若接近膜表面，就需要消耗能量破坏此结构，因此亲水膜不容易被污染。此外，膜的表面电性也是膜的一个重要特性。固体材料的电化学性质决定了固体和液体交界处的双电层。有研究表明，通过对再生纤维素膜的表面电荷的改性，加强了NOM与膜之间的静电排斥作用，从而降低了膜污染，减少了通量下降。
随着超滤膜性能的不断改进、膜处理工艺技术的日趋成熟以及不断完善的超滤膜处理技术，我们有理由相信，以后超滤膜污染的情况将会越来越少，然而我们也要在平常的生活中，多多提早预防超滤膜污染情况的发生。
标签：超滤膜,超滤,超滤膜污染

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