巯基化PEG接枝改性纤维素膜的抗污染性能提升

"纤维素膜膜孔和膜性能的接枝调控 (2013年) - 巩祥壮，袁涛，张卓，孟建强，张宇峰" 这篇论文探讨了通过接枝调控来改善纤维素膜的性能，特别是其膜孔和抗污染能力。研究者首先使用巯基乙酸修饰聚乙二醇(PEG)的端基，这一过程称为功能化，目的是使PEG分子具备反应性。接着，他们对再生纤维素膜进行乙烯基化处理，这一步增加了膜表面的反应性位点，以便后续的接枝反应。 在紫外线(UV)照射下，功能化的巯基化PEG被接枝到乙烯化后的再生纤维素膜表面。这种接枝反应利用了巯基和乙烯基之间的化学反应，即巯烯基加成反应，能够有效地将PEG链固定在膜的表面。为了验证接枝的成功，研究者使用核磁共振(NMR)技术对PEG和巯基化PEG进行了表征，确保了化学改性的正确实施。 进一步，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)的衰减全反射(ATR)模式和X射线光电子能谱(XPS)对原膜、乙烯化膜以及接枝后的膜表面结构进行了分析。这些分析方法可以揭示膜表面化学键的变化，从而确认PEG链是否成功接枝到膜上。 实验还对比了改性膜与原始膜的纯水通量和孔径分布，这些是衡量膜性能的关键指标。纯水通量反映了膜的过滤效率，而孔径分布则影响着膜的选择性和渗透性。研究表明，接枝改性后，膜的纯水通量和孔径分布发生了变化，这可能是由于PEG链的引入改变了膜的微观结构。 此外，为了评估改性膜的耐污染能力，研究人员进行了动态抗污染实验，使用牛血清磷酸缓冲溶液(BSA/PBS)作为模拟污染物质。BSA是一种常用的蛋白质污染物，其在膜表面的吸附和积累会降低膜的过滤效果。实验结果显示，经过接枝改性的膜在抵抗BSA污染方面表现得更为出色，这意味着改性后的膜具有更强的抗污染性能。 这项研究成功地通过接枝调控技术提升了再生纤维素膜的性能，特别是在抗污染方面的表现。这种方法为设计和优化高性能纤维素膜提供了新的策略，对于环境工程、水处理和生物分离等领域具有重要意义。