PVDF膜表面两性离子化改性及其性能

摘要

为了赋予PVDF膜高的渗透通量和优秀的抗污染性能,以商品用PVDF膜为基膜,对其表面进行碱化处理和丙烯酸聚合以构建丰富的羧基活性位点,然后在多肽缩合剂作用下通过酰胺键接枝聚乙烯亚胺(PEI),用1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS)与PEI中的叔胺基团间的开环反应制备出超亲水和优秀抗污染性能的两性离子化功能层。采用衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X-光电子能谱(XPS)对改性过程进行跟踪分析,利用水接触角(WCA)对膜表面亲水性能进行表征分析,通过错流过滤含油废水实验对膜的分离性能和抗污染性能进行测试和评价。结果表明:制备的两性离子化功能层被成功修饰在PVDF膜表面,膜亲水性得到明显的提高(水接触角从原膜117°降到39°),改性PVDF膜具有高的渗透通量(纯水通量从原膜的396.8 L/(m^2·h)提高到635.1 L/(m^2·h))、优异的抗污染性能(通量可恢复性从原PVDF膜的34.6%提高到79.1%)和高效的油水分离性能(121.8 L/(m^2·h)水渗透通量和92.0%油污染物截留率)。该改性膜在含油废水处理领域具有良好的潜在应用前景。