功能化复合膜的制备及其对内分泌干扰物去除研究

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针对超滤膜对水中微量内分泌干扰物难以处理的问题,制备出一种新型的过滤-吸附膜材料,复合膜材料将功能化纤维的吸附作用和超滤膜的过滤作用集于一身,在水处理和饮用水安全保障领域具有广泛的应用前景。  本文首先采用紫外辐照接枝方法将亲疏水性不同的丙烯酸十八酯(SA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)通过两步和共混两种步骤接枝到PP聚丙烯无纺布上,制备出一种以聚丙烯为基材,表面具有不同亲疏水区域的双亲性功能化吸附材料,研究了不同因素对无纺布接枝率的影响。通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)和接触角对接枝改性前后无纺布吸附材料的结构、形貌及物理性能进行了表征,通过吸附实验研究了吸附材料对不同极性内分泌干扰物的吸附性能。结果表明,通过紫外辐照接枝将不同亲疏水的功能单体成功引入到无纺布表面,实现对无纺布表面亲疏水性调控,赋予无纺布对不同极性内分泌干扰物更佳的吸附性能,是一种对内分泌干扰物具有良好吸附性能的材料。研究结果表明接枝率在50%左右吸附性能较好,接枝两种功能单体(PP-g-SA-HEA)对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和双酚A(BPA)吸附能力分别可达32.5 mg/g、35.6 mg/g。  以功能化无纺布为基底,采用涂覆的方法将聚砜铸膜液均匀地涂覆到无纺布表面,通过快速相分离成膜机理制备一种复合过滤膜材料,复合膜材料具有良好的机械性能,将原膜的断裂强度从90.5 cN提高到203.7 cN,同时提高了复合膜的过滤性能。研究了铸膜液配比、成膜工艺对复合膜结构的影响,结果表明在聚砜浓度为17%,致孔剂浓度在3%,凝固浴乙醇含量为40%时,复合膜成膜结构和性能较佳,同时研究了复合膜对不同内分泌干扰物溶液体系的过滤性能,结果表明复合膜对污染物溶液具有更优的去除性能,相对于超滤膜对双酚A水溶液20.2%去除效率,复合膜提高到83.6%,具有更优的去除效果。
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