pH响应性乙烯-乙烯醇共聚物分离膜的纳滤特性

具有纳滤特性的pH响应性膜在小分子分离体系中具有广泛应用前景。文中以铸膜液浓度为25%的乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)超滤膜为基膜,接枝具有pH响应性的功能单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯,制备pH响应性EVAL膜,通过考察膜对标准物聚乙二醇(PEG)与无机盐的截留性能,研究其纳滤特性。结果表明,当pH小于pKa时,pH响应性EVAL膜对聚乙二醇(PEG)与无机盐的截留效果均明显高于未接枝膜,接枝率6%的接枝膜对PEG 800、PEG 1000及PEG 2000的截留率均达到90%以上,对二价阳离子的截留率达到80%以上,无机盐的截留顺序为:CaCl_2>MgCl_2>MgSO_4>NaCl>Na2SO_4。当pH大于pKa时,PEG及无机盐截留率明显下降,膜对PEG 1000的截留率由95.6%降至62.9%,对MgCl_2截留率降至30.6%,截留率及膜水通量变化存在显著的pH响应性。

具有pH开关特性的乙烯-乙烯醇共聚物膜的制备与性能

以乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)膜为基膜,甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)为功能单体,采用分步紫外接枝法制备pH响应性EVAL-g-PDMAEMA膜。采用紫外可见吸收光谱、红外光谱、X射线光电子能谱、场发射电镜及X射线能量色散谱对接枝前后EVAL膜的化学组成、形貌与接枝链分布进行研究,并考察接枝条件对膜接枝率及pH开关性能的影响。结果表明,PDMAEMA链可成功接枝至EVAL膜上,其在EVAL膜表面和膜孔内均有存在,膜孔内PDMAEMA接枝量随接枝率增高而增高。EVAL-g-PDMAEMA膜pH开关性能主要受膜孔内PDMAEMA接枝量的影响,当二苯甲酮(BP)浓度为60 g/L,BP固定时间为5 min,单体接枝时间为20 min时,膜接枝率最高,pH开关性能最为显著。