综合以上,PPCPs 的分离机理主要是静电排斥、粒径排斥和膜材料的疏水性 吸附。由于滤膜通常荷电,所以有机物呈中性和带电时的分离机理是不同的。 1。4。2 纳滤去除无机盐及 PPCPs 的影响因素
纳滤膜去除无机盐和 PPCPs 时可以被以下因素影响:膜结构,去除对象以 及膜与去除对象的关系。
膜结构特性影响因素通常考虑:孔隙度(孔隙的体积占膜表观体积的百分 数)、脱盐率、膜的截留分子量(molecular weight cut off ,MWCO)等。孔隙
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度与膜结构有紧密联系;脱盐率是膜的性能指标;截留率达到 90%时的分子质量 即是该膜的截留分子量。去除对象的分子质量反映了其分子大小,中性有机物分 子的去除率趋势可以以此来预测。静电作用是膜去除带电小分子药品的重要机 理。大量纳滤膜表面荷电,测量 zeta 电位可确定其电量大小[13]。在一定的 pH 条 件下,不同结构的药品往往荷不同的电性,所以膜与药品之间会产生静电排斥或 吸附作用。
1。4。3 纳滤膜制备方法
基于纳滤膜分离机理,采用聚电解质层层自组装(layer-by-layer,lbl)技术 制备纳滤膜。
层层自组装是一种简易、多功能的表面修饰方法。利用带相反电荷的铸膜液 逐层交替沉积的方式,借助各层分子间的弱相互作用,使层与层自发地缔和形成 结构完整、性能稳定、具有某种特定功能的分子聚集体或超分子结构的过程[14]。
在静电作用力下,带相反电荷的聚电解质交替沉积得到的膜即为自组装多层 薄膜。当然,在其他外力作用下,仍然可以制备自组装膜,自组装膜的厚度通常 以纳米为单位,并且同自组装层数存在线性增长的关系,因此,需要调整膜的厚 度时,注意制备相应的组装层数即可[15]。
在成膜过程中,利用静电作用的非特异性,把导电聚合物、感光聚合物、生 物功能大分子引入到薄膜中,从而使薄膜具有导电功能、光活性和生物功能。成 膜时的静电吸附作用主要受膜材料、清洗及吸附时间、溶液浓度影响[16,17]。选择 成膜材料时必须选择水溶性的聚电解质,以保证每层膜在对基质或前一层的吸附 时能提供够量的离子键。
利用 Lbl(层层自组装)技术制备复合膜的过程中,程序简单,产生的污染 物质少,环保性好。本实验选择聚醚砜作为基膜,以 2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚 糖(HTCC)和聚丙烯酸(PAA)为基底,交替浸泡和洗涤,制备(HTCC/PAA)nHTCC 复合膜。其制备步骤见图 1。1,聚电解质吸附过程见图 1。2:
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图 1。1 复合纳滤膜制备步骤:(1)基质预处理(2)HTCC 材料的吸附(3)清洗(4)
PAA 材料的吸附(5)清洗
图 1。2 聚电解质吸附过程图
1。5 论文研究意义及研究内容
1。5。1 研究意义
膜技术节能、环保、高效且操作简单,在诸多领域得到广泛应用。本题所选 用的材料壳聚糖(CTS),具有良好的成膜性能,且来源丰富,非常适于纳滤膜的 制备。选用 PAA 为另一基底,可与前人的研究形成比较,从而得出不同的复合 膜材料对于无机盐和 PPCPs 去除的差异性。文献综述
在本实验中,纳滤膜用 HTCC 和 PAA,通过自沉积方法在商业 PES 膜进行 多层膜建造,来改进膜表面粗糙度、亲水性、溶液滞留性能和选择性。对纳滤膜 的特性如纯水渗透系数,截留分子量、对电解质离子的截留能力等进行了评估。 1。5。2 HTCC层层自组装壳聚糖复合膜的分离性能研究(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_83476.html