載銀羥基磷灰石/PES超濾膜的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間：2022-01-10 05:18
為了改善聚醚砜（PES）超濾膜的親水性能,以載銀羥基磷灰石（HAP/Ag）作為添加劑與PES共混,采用相轉(zhuǎn)化法流延成膜。研究了HAP/Ag含量對(duì)復(fù)合膜過(guò)濾性能、親水性能、力學(xué)性能和微觀形貌的影響。結(jié)果表明,HAP/Ag的加入提高了PES膜的水通量、親水性和強(qiáng)度;當(dāng)HAP/Ag添加量為2%時(shí),改性效果達(dá)到最佳,膜通量提高到320.86 L/（m2·h）,接觸角由75.07°下降至60.62°。
【文章來(lái)源】：塑料工業(yè). 2017,45(08)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)
【部分圖文】：
不同HAP/Ag添加量改性膜的純水通量和截留率的變化
第8期康玉天，等:載銀羥基磷灰石/PES超濾膜的制備及性能研究量。在添加量為2%時(shí)截留率達(dá)到最大，由64%提高到94%，是純膜的1.48倍，這是因?yàn)槟ぶ行纬闪藦澢耐ǖ兰笆杷啥嗫椎目椎溃刮廴疚镔|(zhì)充分被截留。當(dāng)HAP/Ag質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高時(shí)，鑄膜液中HAP/Ag發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，改性效果下降。但整體看，所有膜均表現(xiàn)出60%以上的截留率，這說(shuō)明納米材料的加入，對(duì)截留率的影響不大。2.2HAP/Ag含量對(duì)膜接觸角的影響接觸角是衡量膜親水性的重要參數(shù)，接觸角越小，膜親水性越好，抗污染能力越強(qiáng)。不同HAP/Ag添加量的改性膜純水接觸角見(jiàn)圖2。隨著PES膜中無(wú)機(jī)添加劑的增加，膜的接觸角有不斷減小的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為3%時(shí)，接觸角達(dá)到最小值60.62°，較原始膜的75.07°下降了19.25%。當(dāng)添加量為4%時(shí)，接觸角有上升趨勢(shì)，親水性下降，這與HAP/Ag加入量對(duì)通量的影響是相吻合的。圖2不同HAP/Ag添加量改性膜的接觸角的變化Fig2ChangesofcontactangleofthemodifiedmembraneswithdifferentHAP/Agcontents2.3HAP/Ag含量對(duì)膜強(qiáng)度的影響表2給出了不同HAP/Ag添加量對(duì)改性膜力學(xué)性能的影響。加入無(wú)機(jī)納米材料，在一定程度上提高了PES超濾膜的強(qiáng)度和延展性。各復(fù)合膜拉伸強(qiáng)度隨HAP/Ag含量的增加而提高，這種現(xiàn)象除了由HAP/Ag材料本身的力學(xué)性能所引起，還因?yàn)樵诠不煨纬设T膜液的過(guò)程中，納米材料借助化學(xué)鍵與PES高聚物分子很好地結(jié)合在一起，要破壞這種化學(xué)鍵力，就需要更多的能量供給，這一結(jié)論也與劉耀芳［13］的研究結(jié)果一致。復(fù)合膜斷裂伸長(zhǎng)率由原始膜的5.663%增加到了添加量為2%時(shí)的10.785%，提高了0.90倍，而之后隨著納米顆粒含量的增多，斷裂伸長(zhǎng)率略有降低。這是由于加入粒子過(guò)多影響了其在聚合物膜中的均勻分布，一定程度上降低了膜的彈性。所以
上降低了膜的彈性。所以，對(duì)于無(wú)機(jī)納米材料的添加，并不是越多越好，控制加入的量，才能制出強(qiáng)度和彈性兼顧的膜材料。表2膜的力學(xué)性能Tab2Mechanicalpropertiesofmembranes編號(hào)拉伸強(qiáng)度/N斷裂伸長(zhǎng)率/%PES-HAP/Ag(0)3.565.663PES-HAP/Ag(1)4.046.204PES-HAP/Ag(2)4.3010.785PES-HAP/Ag(3)4.5610.646PES-HAP/Ag(4)7.1610.2722.4HAP/Ag含量對(duì)膜微觀結(jié)構(gòu)的影響2.4.1改性超濾膜的SEM分析a－PES-HAP/Ag(0)b－PES-HAP/Ag(1)c－PES-HAP/Ag(2)d－PES-HAP/Ag(3)e－PES-HAP/Ag(4)圖3原始膜與改性超濾膜的膜表面掃描電鏡圖Fig3SEMsofthemembranesurfaceofthemodifiedultrafiltrationmembranesandtheoriginalmembrane圖3為HAP/Ag/PES復(fù)合膜的膜表面SEM照片，由圖3知，少量的HAP/Ag(1%、2%)會(huì)降低PES膜表面的孔徑數(shù)量，同時(shí)增大膜表面最大孔徑。隨著HAP/Ag添加量的增加，膜孔數(shù)量也逐漸增加，但膜·133·
本文編號(hào)：3580121
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【部分圖文】：
不同HAP/Ag添加量改性膜的純水通量和截留率的變化
第8期康玉天，等:載銀羥基磷灰石/PES超濾膜的制備及性能研究量。在添加量為2%時(shí)截留率達(dá)到最大，由64%提高到94%，是純膜的1.48倍，這是因?yàn)槟ぶ行纬闪藦澢耐ǖ兰笆杷啥嗫椎目椎溃刮廴疚镔|(zhì)充分被截留。當(dāng)HAP/Ag質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高時(shí)，鑄膜液中HAP/Ag發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，改性效果下降。但整體看，所有膜均表現(xiàn)出60%以上的截留率，這說(shuō)明納米材料的加入，對(duì)截留率的影響不大。2.2HAP/Ag含量對(duì)膜接觸角的影響接觸角是衡量膜親水性的重要參數(shù)，接觸角越小，膜親水性越好，抗污染能力越強(qiáng)。不同HAP/Ag添加量的改性膜純水接觸角見(jiàn)圖2。隨著PES膜中無(wú)機(jī)添加劑的增加，膜的接觸角有不斷減小的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為3%時(shí)，接觸角達(dá)到最小值60.62°，較原始膜的75.07°下降了19.25%。當(dāng)添加量為4%時(shí)，接觸角有上升趨勢(shì)，親水性下降，這與HAP/Ag加入量對(duì)通量的影響是相吻合的。圖2不同HAP/Ag添加量改性膜的接觸角的變化Fig2ChangesofcontactangleofthemodifiedmembraneswithdifferentHAP/Agcontents2.3HAP/Ag含量對(duì)膜強(qiáng)度的影響表2給出了不同HAP/Ag添加量對(duì)改性膜力學(xué)性能的影響。加入無(wú)機(jī)納米材料，在一定程度上提高了PES超濾膜的強(qiáng)度和延展性。各復(fù)合膜拉伸強(qiáng)度隨HAP/Ag含量的增加而提高，這種現(xiàn)象除了由HAP/Ag材料本身的力學(xué)性能所引起，還因?yàn)樵诠不煨纬设T膜液的過(guò)程中，納米材料借助化學(xué)鍵與PES高聚物分子很好地結(jié)合在一起，要破壞這種化學(xué)鍵力，就需要更多的能量供給，這一結(jié)論也與劉耀芳［13］的研究結(jié)果一致。復(fù)合膜斷裂伸長(zhǎng)率由原始膜的5.663%增加到了添加量為2%時(shí)的10.785%，提高了0.90倍，而之后隨著納米顆粒含量的增多，斷裂伸長(zhǎng)率略有降低。這是由于加入粒子過(guò)多影響了其在聚合物膜中的均勻分布，一定程度上降低了膜的彈性。所以
上降低了膜的彈性。所以，對(duì)于無(wú)機(jī)納米材料的添加，并不是越多越好，控制加入的量，才能制出強(qiáng)度和彈性兼顧的膜材料。表2膜的力學(xué)性能Tab2Mechanicalpropertiesofmembranes編號(hào)拉伸強(qiáng)度/N斷裂伸長(zhǎng)率/%PES-HAP/Ag(0)3.565.663PES-HAP/Ag(1)4.046.204PES-HAP/Ag(2)4.3010.785PES-HAP/Ag(3)4.5610.646PES-HAP/Ag(4)7.1610.2722.4HAP/Ag含量對(duì)膜微觀結(jié)構(gòu)的影響2.4.1改性超濾膜的SEM分析a－PES-HAP/Ag(0)b－PES-HAP/Ag(1)c－PES-HAP/Ag(2)d－PES-HAP/Ag(3)e－PES-HAP/Ag(4)圖3原始膜與改性超濾膜的膜表面掃描電鏡圖Fig3SEMsofthemembranesurfaceofthemodifiedultrafiltrationmembranesandtheoriginalmembrane圖3為HAP/Ag/PES復(fù)合膜的膜表面SEM照片，由圖3知，少量的HAP/Ag(1%、2%)會(huì)降低PES膜表面的孔徑數(shù)量，同時(shí)增大膜表面最大孔徑。隨著HAP/Ag添加量的增加，膜孔數(shù)量也逐漸增加，但膜·133·
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