海藻酸鈣基水凝膠過(guò)濾膜的制備及其性能研究.pdf

1、采用紫外輻照共價(jià)交聯(lián)和Ca2+交聯(lián)相結(jié)合的方式成功制備了海藻酸鈣/聚丙烯酰胺(CaAlg/PAM)水凝膠過(guò)濾膜，通過(guò)掃描電鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)和熱重分析(TG)等手段來(lái)對(duì)膜進(jìn)行表征。通過(guò)對(duì)牛血清蛋白(BSA)溶液以及酵母菌懸濁液的過(guò)濾實(shí)驗(yàn)探宄了CaAlg/PAM凝膠過(guò)濾膜的抗污染性能。考馬斯亮藍(lán)染料的截留實(shí)驗(yàn)表明CaAlg/PAM膜有作為納濾膜的潛質(zhì)。但是由于雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)水凝膠的膜合成工藝較復(fù)雜，且鑄膜液粘度很大，不利

2、于脫除氣泡，很容易造成膜的一些缺陷，因此在隨后的章節(jié)中重點(diǎn)討論海藻酸鈣基凝膠過(guò)濾膜。
　　以PEG為致孔劑，采用離子交聯(lián)的方式成功制備了海藻酸鈣(CaAlg)水凝膠過(guò)濾膜。過(guò)濾膜的形貌和結(jié)構(gòu)通過(guò)SEM、FTIR、TG等手段進(jìn)行表征，同時(shí)采用拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)試了膜的機(jī)械強(qiáng)度。討論了NaAlg和PEG濃度對(duì)膜純水通量和溶菌酶通量的影響。結(jié)果表明，純水通量隨著過(guò)濾壓力的增加呈現(xiàn)先升高后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。NaAlg含量越低，PEG含量越高，CaA

3、lg過(guò)濾膜的通量就越大。CaAlg過(guò)濾膜對(duì)BSA和乳化油表現(xiàn)出良好的抗污染性能。以PEG作為截留對(duì)象，當(dāng)過(guò)濾液中的PEG分子量高于所用的致孔劑PEG的分子量時(shí)，膜對(duì)于PEG的截留率在90％以上。以PEG400為致孔劑制備的膜對(duì)于考馬斯亮藍(lán)的截留率接近100％，對(duì)于剛果紅的截留率也能到99.5％以上。
　　采用尿素作為致孔劑制備的CaAlg過(guò)濾膜具有納濾性能。CaAlg納濾膜親水性好，接觸角在2 s內(nèi)變?yōu)?。BSA溶液的穩(wěn)定通量為其

4、純水通量的97.65％。在120 min內(nèi)CaAlg過(guò)濾膜對(duì)于20 mg/L的單一Pb2+、 Cu2+和 Cd2+去除率高于99％。然而，對(duì)于三種離子的混合溶液，去除率去除率Pb2+＞ Cu2+＞ Cd2+。這一順序與三種金屬離子和NaAlg的結(jié)合強(qiáng)度順序一致。用能譜(EDS)和X射線光電能譜(XPS)來(lái)檢測(cè)重金屬離子在海藻酸鈣膜截面上的分布。結(jié)果表明，膜對(duì)于重金屬離子的去除主要依賴(lài)于膜的吸附效應(yīng)和與Ca2+的離子交換。
　　通過(guò)

5、在CaAlg凝膠基體中添加高嶺土(Kaolin)粉末，合成了具有吸附能力的高嶺土/海藻酸鈣(K/CaAlg)復(fù)合過(guò)濾膜。通過(guò)FTIR和熱重分析(TGA)來(lái)表征Kaolin和凝膠基體的相互作用。K/CaAlg復(fù)合膜對(duì)于BSA溶液和油水乳液表現(xiàn)出良好的抗污染性能，對(duì)不同分子量的染料呈現(xiàn)不同的截留率。通過(guò)不同染料的吸附，討論了 K/CaAlg復(fù)合膜的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附熱力學(xué)，并對(duì)其吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)模型進(jìn)行分析。K/CaAlg膜在染料吸附后具有