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超滤膜的过滤原理超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的。超滤膜过滤原理图原液一般指需要净化、分离或浓缩的溶液,透过液指原液中透过超滤膜而被滤除大分子溶质的那部分液体,浓缩液则是原液中因分离出透过液而剩余的高浓度溶液。在净化水工程中,原液是指原水进水,透过液即为净化水,浓缩液则是排放的废水。内压式和外压式中空纤维超滤膜:一个中空纤维超滤膜组件主要是由成百到上千根细小的中空纤维丝和膜外壳两部分组成,一般将中空纤维膜内径在之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜,毛细管式超滤膜因内径较大,因此不易被大颗粒物质堵塞,更适用于过滤原液浓度较大的场合。按进水方式的不同,中空纤维超滤膜又分为内压式和外压式两种:内压式:即原液先进入中空丝内部,经压力差驱动,沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液,浓缩液则留在中空丝的内部,由另一端流出,其中环氧树脂端封的作用是在中空纤维膜丝的端头密封住膜丝之间的间隙,从而使原液与透过液分离,防止原液不经过膜丝过滤而直接渗入到透过液中。外压式中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液,而截留的物质则汇集在中空丝的外部,外压式中空纤维超滤膜全量过滤和错流过滤方式:中空纤维超滤膜的过滤方式主要分为全量过滤和错流过滤两种:全量过滤方式是指原液中的水分子全部渗透过超滤膜,没有浓缩液流出,而错流过滤方式则是在过滤的过程中有一部分的浓缩液体从超滤膜的另一端排掉。超滤的过滤孔径:从表一中可以看出,在膜法分离技术中膜的微孔径在20*10-10m~1000*1-10m之间的过滤膜称为超滤膜,即0.002-0.1um之间,而一般胶体体积均≥0.1um,乳胶≥0.5um,大肠菌、葡萄球菌等细菌体积≥0.2um,悬浮物、微粒子等体积≥5um,因此超滤膜可以过滤出溶液中的细菌、胶体、悬浮物、蛋白质等大分子物质。超滤膜分离技术的特点超滤膜的分离过程具有以下几个显著特点: 在常温和低压下进行分离,因而能耗低,从而使设备的运行费用低。、设备体积小、结构简单,故投资费用低。超滤分离过程只是简单的加压输送液体,工艺流程简单,易于操作管理。、超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体,纯物理方法过滤,物质在分离过程中不发生质的变化,并且在使用过程中不会有任何杂质脱落,保证超滤液的纯净。以上特点决定了超滤膜的应用非常广泛,从普通家用饮水的净化到工业水处理都有大规模的应用,因而超滤膜分离技术作为国家火炬计划重点支持的六大高新技术之一,具有广阔的发展前景。
本人是做样品剖析的。最近拿到一个样品,里面有几种高分子聚醚(环氧乙烷环氧丙烷聚合物,分子量2000到4000之间),在GPC上是能分离的,但是通过GPC分离提纯,太花时间,精力和财力了,并且分离出来的物质也不纯。(这些高分子在样品的总含量在5%左右) 因此想通过超滤膜进行分离提纯,不知道哪位老师指点下,怎么做?该选什么样的膜?哪里可以买到这些膜? 还有浙江地区哪些学校或单位在用这些膜的?可以直接电话联系 13858586467 张
多巴胺改性聚砜复合超滤膜的二次修饰及性能评价研究摘要 膜分离技术是20世纪新产生的新型的分离技术,是与石油化工、生物学、环境资源、食品、医学等众多学科的交叉的产物。相比于原有的分离技术,膜分离技术所产生的社会效益和经济效益更大。膜分离技术不仅仅操作简单、节能环保,能实现分离、纯化、浓缩和精制等过程,在水处理、环境、能源、航空航天及生物医用等领域具有极其广泛的应用前景。当然,膜技术也有一定的局限性。膜容易受到污染而发生堵塞,使膜的使用寿命大大降低,操作成本得以提高。膜的持久性和耐用性问题,成本问题都成为膜分离技术发展的限制因素。 膜污染是阻碍超滤膜应用的重要因素,提高膜的亲水性和抗菌性可以有效的降低膜污染。多巴胺(DA)仿生粘附的自聚合技术为膜的亲水改性和抗菌改性提供了有效的途径。本文利用DA的自聚合反应用以改性聚砜(PSf)超滤膜,接着在改性的超滤膜上负载亲水性基团和抗菌性物质,并对膜的过滤阻力、亲水性、官能团、结构和膜的抗菌性能等进行了各种表征。1.实验部分1.1实验药品与仪器实验药品如下表所示:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509171122_566391_2695184_3.jpg实验仪器如表2所示:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509171122_566392_2695184_3.jpg1.2实验方法与过程http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509171123_566393_2695184_3.jpg 取15 g的干燥后的聚砜(PSf)做原料、8 g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)做致孔剂、77 g的N-甲基-2-吡络烷酮(NMP)做溶剂制备成铸膜液,混合搅拌48小时使铸膜液充分混合均匀,变成均匀透明呈淡黄色的聚合物溶液。如图1所示,将少许铸膜液倒置在黑色玻璃板上,用刮膜刀将铸膜液刮开,放置在空气中10s,接着将玻璃板平稳的放置在60℃的恒温水浴中反应30 min,制备成PSf超滤膜,取出晾干放在密封袋中保存备用。 配置0.01 mol·L-1的Tris缓冲溶液,用盐酸将pH调节到8.5,接着以此做溶剂,配制2g·L-1的多巴胺溶液,将上述制备的PSf超滤膜浸泡在配好的多巴胺溶液中,3h后,将膜取出,用纯水洗净,制备成涂覆有PDA的PSf超滤膜,记作PSf-PDA。 如图2所示,将用多巴胺溶液涂覆的PSf膜分别浸泡在1 g·L-1的PEG、mPEG-NH2、HO-PEG-NH2水溶液中,1h后将膜取出,用超纯水洗净晾干,制备成接枝有PEG、mPEG-NH2、HO-PEG-NH2的PSf超滤膜,并对其性能和结构进行测试。三种膜分别记为PSf-PEG、PSf-mPEG-NH2、PSf-HO-mPEG-NH2。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509171125_566394_2695184_3.jpg1.3亲水性PSf-PDA超滤膜的结构和性能表征1.3.1 膜通量及膜阻力表征 膜通量是表征在单位时间、单位面积内透过膜的水的量,是检验膜材料性能的重要指标。测定条件一般在压力0.1MPa到0.5MPa之间。本实验采用超滤杯(Model 8050,Millipore,America)来过滤纯水,其直径为44.6 mm,有效膜面积为13.4 cm2。膜通量测定装置如图2-3所示。剪取面积为15.6 cm2的圆形PSf超滤膜,将PSf超滤膜放到超滤杯里,室温下装入超纯水,在0.15MPa的氮气的压力下将PSf超滤膜压实稳定0.5 h,之后进行膜通量的测定。透过的水的质量通过天平将数据传输到计算机,通过一定时间内透过的水的通量来计算。测3次取平均值。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509171126_566395_2695184_3.jpg1.3.2接触角表征 本实验采用德国Dataphysics的OCA25接触角测量仪,利用悬滴法来表征PSf超滤膜的表面的接触角,将PSf超滤膜清洗干净后干燥,使用仪器自带的超细针头将1μL的超纯水滴在PSf超滤膜的上表面上,用软件确定基线之后,利用接触角测量仪上的摄像装置拍摄到纯水水滴在PSf超滤膜表面上的照片,选取2θ法拟合水滴的外形轮廓,通过测算得出接触角的值。为了减小实验的操作误差,每个样品测定10次,取平均值和标准偏差。通过对比PSf膜,PDA涂覆后的膜,通过PDA涂覆后分别添加PEG、mPEG-NH2、HO-PEG-NH2后的膜的接触角,表征经过改性后各种膜的接触角的变化。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509171128_566396_2695184_3.jpg2.结果与讨论2.1 PSf-PDA复合超滤膜的结构表征2.1.1 外观形貌表征 多巴胺在溶解到Tris溶液的过程中,由于有氧气的存在,会使多巴胺发生聚合反应,从而溶液的颜色会由无色逐渐变成棕黄色,最后变成深褐色。自聚合产生的聚多巴胺(PDA)会在超滤膜的表面形成一层深褐色的PDA涂覆层。而在继续接枝了PEG、mPEG-NH2、HO-PEG-NH2之后,颜色并没有发生变化(如图5所示)。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509171130_566397_2695184_3.jpg2.1.2膜阻力表征不同超滤膜的膜阻力如下图6所示:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509171131_566398_2695184_3.jpg 在经过DA涂覆之后,然后分别用PEG、mPEG-NH2 、HO-PEG-NH2 进行接枝,接枝后,PSf膜的接触角明显降低,而且在同等浓度同等时间接枝上述三种物质后,膜的接触角依次降低,亲水性依次增大,膜阻力依次降低,综合膜制备成本和改性效果,选择mPEG-NH2作为合适的接枝物。