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本文以聚乙烯醇(PVA)作为主要膜材料,利用其高度亲水性、良好成膜性和抗污染特性,制备出具有抗污染性能的亲水性PVA超滤膜和具有电响应性的PVA复合膜,比较全面研究PVA复合膜的电响应特性,初步探讨了PVA复合膜的电响应机理。主要研究内容和结果如下：
1、聚乙烯醇(PVA)膜的制备及其性能表征本文以无纺布作为基膜,聚乙烯醇(PVA)为膜材料,采用戊二醛交联法制备超滤膜。用1％(m/m)PEG-1000+1％(v/v)交联剂溶液对基膜进行亲水化预处理,使PVA膜液可以在基膜表面形成一层稳定的功能层。主要研究了制备过程中PVA的浓度、添加剂的种类、添加剂的含量、交联时间、热处理等因素对膜性能的影响,制备了在0.1MPa的压力下,膜的纯水通量为112 L/m2·h,牛血清蛋白(BSA)的截留率为50％左右的超滤膜。通对PVA膜的耐酸、耐高温、耐蛋白污染等性能的分析,得出PVA膜是一种化学性能稳定,具有良好的抗污染性能的超滤膜。
2、聚乙烯醇(PVA)复合膜电响应特性的研究在PVA膜制备研究的基础上,以聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯醇(PVA)共混体系作为制膜液,采用戊二醛交联法制备出PVA/PAA复合膜。在施加直流电场的环境下,PVA复合膜的膜通量和截留率等分离特性会发生不同程度的变化。研究PAA的含量、离子强度和电场强度等因素对PVA复合膜电响应特性的影响,阐明PVA复合膜的电响应特点和规律。开展PVA复合膜分离超滤牛血清蛋白(BSA)的研究,根据离子强度和料液pH值,通过电场控制PVA复合膜分离过程的膜通量和截留率的变化,实现不同分子量物质的膜分离过程的控制。
3、PVA复合膜电响应机理的探讨以聚阴离子凝胶渗透压理论为基础,初步探讨了电场作用下PVA复合膜的响应条件和电响应机理。研究结果表明,可离解化-COOH基团的存在是PVA复合膜产生电响应的首要条件,而离子化的-COO-离子的存在是PVA复合膜产生电响应的必要条件。在电场作用下,-COO-离子发生定向移动趋势,拉伸复合膜材料,导致体积发生变化,从而改变膜孔径大小,使膜通量和膜截留率发生相应的变化,进而控制膜分离过程。