超支化聚合物PAMAM表面改性PAN超滤膜

首先通过碱处理将聚丙烯腈(PAN)超滤膜表面的氰基转变为羧基,然后使其在聚酰胺-胺(PAMAM)水溶液中与PAMAM进行表面改性反应,制得PAN-PAMAM膜。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段对PANPAMAM膜的结构进行表征。结果表明:通过表面改性反应,PAMAM结合在PAN超滤膜表面,形成一层致密、光滑的亲水性表层;PAN-PAMAM膜的接触角比纯PAN超滤膜降低了20°左右;PAN-PAMAM膜的纯水通量为14.9L/(m^2·h),对聚乙二醇(PEG2000)的截留率达到91.4%。

水-溶剂-PAN体系热力学和动力学对膜的影响

采用浊点滴定法和透光法分别研究了水-溶剂-聚丙烯腈(PAN)三元体系的热力学和相分离动力学。结果表明,水-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-PAN和水-N-甲基吡咯烷酮(NMP)-PAN体系发生瞬时分相且具有较小均相区,导致其所制备的膜形态为多孔皮层和大孔亚层结构。由于水-γ-丁内酯(GBL)-PAN体系具有大的均相区和长时间延迟分相(52 s),导致其膜形态为多孔皮层和的海绵状亚层结构。尽管水和二甲基亚砜(DMSO)之间具有更高的相互亲和性,但由于其发生延迟分相(21 s),故DMSO制备的膜具有致密皮层和小指状亚层结构。不同溶剂体系所制备的PAN膜性能具有很大的差异,主要由体系相分离动力学决定,随着体系相分离时间增加,膜的纯水通量和截留分子量均变小。