膜分离技术是21世纪最具发展前景的技术之一,其中,有机-无机杂化膜结合了有机组分和无机组分的优良性能,已成为膜分离技术领域的一个研究热点,它的发展为膜材料的设计与开发提供了新的思路。为了制备出一种大装填密度、高渗透性能、高过滤精度且对余氯有较好去除效果的膜材料,本文选用Cu-Zn金属粉末和聚砜高聚物为主要原材料,采用相转化法,制备得到一种新型的填充型杂化膜材料——Cu-Zn/聚砜有机-无机中空纤维杂化膜。得到的膜材料既具有聚砜材料优良的特性,也具有铜锌合金材料的良好性能。同时,利用Cu-Zn金属材料与聚砜材料相结合,又能相互改进其自身缺点。本文首先制备了不同聚砜含量以及不同Cu-Zn金属粉末含量的中空纤维杂化膜,然后对其性能进行了研究,考察了聚砜含量以及Cu-Zn金属粉末含量对膜性能的影响,得到以下主要结论:(1)铸膜液的粘度随着聚砜含量的增大而增大,聚砜含量7.5 wt%时,其粘度为3800mPa·s,当聚砜含量为11.5wt%时,其粘度可达到23000 mPa·s。少量PVP的加入可以增加铸膜液粘度,提高铸膜液的稳定性。同时,随着铸膜液中聚砜含量的增加,制备出的膜,其密度和泡点压力逐渐增加,膜的孔隙率和纯水通量逐渐下降,膜的结构更为致密,力学性能更好。在亲水性方面,聚砜含量的改变对膜的亲水性无太大影响。(2)随着铸膜液中Cu-Zn金属粉末含量的增加,膜的密度和纯水通量逐渐增大,泡压逐渐减小。膜的孔状结构越来越不明显,孔缺陷不断增大、增多,力学性能降低。在亲水性方面,Cu-Zn金属粉末的加入能明显改善膜的亲水性。(3)在过滤性能方面,分别研究Cu-Zn/聚砜中空纤维杂化膜对余氯、悬浮液、牛血清蛋白和大肠杆菌的去除效果,得到:在过滤压力为0.1MPa下,膜对0.80mg/L的余氯水溶液最高去除率可达到96.1%;对平均粒径为3.53μm,浓度为0.5mg/L的硅藻土悬浮液最低去除率也能达到90.7%;对牛血清蛋白的去除效果不太理想,去除率最高仅为66.7%,且此时通量很小;对大肠杆菌的除菌性能良好,去除率能达到99.99%以上。为了改进膜的过滤精度,文章最后还研究了片状Cu-Zn材料对中空纤维杂化膜性能的影响,可以得到:片状Cu-Zn材料分散性能较好,制得的膜较轻、力学性能较好。然后分析不同片状Cu-Zn含量的膜对牛血清蛋白的去除效果,发现,在过滤压力为0.1MPa下,片状Cu-Zn含量为5wt%时,膜对1g/L的牛血清蛋白的去除率最高,为69.8%。去除率最高时,膜的通量为91.2 L/m~2·h。