1。1。1超滤及超滤膜分离技术概述

超滤是一种加压膜分离技术，以超滤膜为介质，在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一，以大分子与小分子分离为目的。

1。1。2  超滤膜的成膜材料

膜材料是制膜过程的核心，不同膜材料制备出的膜的表面形态和性能千差万别。超滤膜材料分为有机高分子材料和无机材料两大类，超滤膜一般由有机高分子材料制得，分类如表1-1所示。

表1-1 超滤膜材料分类

类   别 举   例 特    性

纤维素酯类

二醋酸纤维素（CA）、三醋酸纤维素（CTA）、混合纤维素（CA-CN）等 材料原料广泛，价格低廉；

亲水性好；但其耐酸碱性能差，也不适用于酮类、酯类和有机溶剂

聚砜类 聚砜（PS）、磺化聚砜（SPS）、聚醚砜（PES）等 易成型，机械强度好，热稳定性好，耐化学性能也较好，是目前用的较多的材料

聚烯烃类 聚丙烯（PP）和聚丙烯腈（PAN） 机械强度和耐化学性能较好

氟材料

聚偏氟乙烯（PVDF）和聚四氟乙烯（PTFE） 优良的机械强度和耐高温、耐侵蚀性能，可在强酸、强碱和多种有机溶剂条件下使用，但成本较高

近年来，超滤膜正广泛应用于水厂的新建、饮用水制备、制药技术等众多领域。但是，由于一些成膜材料和膜表面具有很强的疏水性 [2]，在水处理过程中，很容易造成膜污染，增加膜的清洗频率，从而缩短膜的使用寿命，所有这些都限制了超滤膜分离技术的进一步发展和应用。

1。2  PVDF超滤膜的制备

PVDF是含氟聚合物的一种，是一种优良的有机高分子材料，它具有良好的耐腐蚀性、耐高温性、耐辐射性、较高的机械强度以及化学稳定性[2]。PVDF超滤膜是以聚偏氟乙烯作为成膜材料制得的。制备PVDF超滤膜的方法有很多，本文采用应用较为广泛的浸没-沉淀相转化法[3]，基本原理是将制膜聚合物溶液浸入凝固浴后,溶剂和非溶剂将通过薄膜/凝胶浴界面进行互扩散,并导致聚合物溶液发生液-液分相，该方法易操作但过程比较繁杂。

1。3  PVDF超滤膜的改性

PVDF超滤膜有很多优点，但由于疏水性很容易导致膜污染，因此改善PVDF的疏水性从而改善膜污染，提高膜的使用寿命成为迫切需要解决的问题。改性方法主要有表面改性法[4]和共混改性法[5]。

1。3。1  表面改性

表面改性可以分为表面涂覆和表面接枝两种类型[6]。表面涂覆是一种常见的表面改性方法，通常是在膜表面涂覆一层具有亲水性的添加剂，优点是操作简单，效果明显，缺点是由于涂覆层和膜之间是通过物理作用而不是化学作用结合，在操作过程中这层物质很容易从膜表面脱落。表面接枝则是通过化学键作用使亲水性分子接枝到膜表面，制备出的改性膜的亲水效果更稳定持久[6]。表面改性的主要特点是不改变膜本体的结构和性质，只改善膜表面的亲水性、力学性能、渗透性能、分离性能等。PVDF膜的表面改性是指在通过紫外射线、γ-射线、等离子体等高能量辐照、表面涂覆等方式，在PVDF超滤膜表面引入各种极性基团或含有亲水基团的分子链段，使PVDF膜表面显示出亲水性。