| 内容提要: |
一些制膜（微滤，超滤）所用的高分子聚合物多为强的疏水性材料，很容易被多糖类物质，蛋白质类以及自然有机物等体系这样的污染物污染。这些污染体系对膜的污染主要与膜的性质( 表面基团的化学组成、亲疏水性、电荷、材料表面水分子状态、表面自由能和表面张力、表面能分量、表面分子运动以及表面粗糙度) 、它们的物理化学性质及与膜的相互作用、分离过程操作条件密切相关。一般认为,导致污染物从水溶液中吸附到固体表面的非特异作用力有四类, 分别为静电作用力、氢键作用力、疏水作用力以及范德华力。对于蛋白质体系的污染，Whitesides等提出具有强亲水性，氢键受体，非氢键供体，电中性特性的材料可以有效抑制蛋白质的污染。本研究主要对亲水性的强化进行探索，从热力学的角度，在水溶液中疏水膜表面由于不与水形成氢键以及不存在与水的极性作用力，所以膜表面附近的水分子的Gibbs 自由能（G）高于主体溶液中水分子的G值，而污染物的吸附可以降低整个体系的G值，因此会黏附在膜的表面。对于强亲水表面因为与水分子之间可以形成氢键，降低了膜表面水分子的G值，从而减少了污染物的粘附。另一方面，由于亲水膜表面与水分子之间形成的氢键，可以在膜表面形成一层水化层，成为污染物与膜表面之间的屏障，阻碍了污染物的吸附。因此可以通过提高膜的亲水性制备抗污染超滤膜。本研究通过表面偏析和表面接枝相结合共同提高膜表面亲水基团覆盖度，强化亲水性，增强超滤膜的抗污染性能。通过对膜性能的考察发现了其抗污染性能具有明显的改善。 |