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用于牛血清蛋白液分离的聚醚砜超滤膜的抗污染研究

作　者: 刘闪闪
导　师: 陆茵
学　校: 宁波大学
专　业: 水产品加工及贮藏
关键词: 聚醚砜膜磺化聚醚砜膜微滤膜超滤膜牛血清白蛋白
分类号: TQ028.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

采用电镜和孔径分布测定仪对自制聚醚砜(PES)和磺化聚醚砜(SPES)膜进行表征,根据Darcy-Poiseuille定律研究PES膜和SPES膜过滤1g/L的牛血清蛋白液阻力分布情况。研究发现PES膜孔径范围为:0.22-0.27μm,初始纯水通量为642L/m2·hr,过滤1g/L浓度蛋白溶液时平衡通量约为30.4-31.9 L/m2·hr。SPES膜孔径范围为:5.2-11.1nm,初始纯水通量为8.1L/m2·hr,过滤蛋白溶液时平衡通量约为3.4-6.9L/m2·hr。过滤蛋白溶液时PES膜阻力主要集中在吸附和堵孔阻力,二者相加占总阻力的91.1%;而SPES膜阻力主要集中在膜本身的阻力,占了总阻力的41.8%,其次为堵孔阻力,占总阻力的38.3%。经清洗后,PES膜的纯水通量可以恢复到82%,而SPES膜可以恢复到494%。采用电镜和孔径分布测定仪对自制聚醚砜(PES)和磺化聚醚砜(SPES)膜进行表征,根据Darcy-Poiseuille定律研究PES膜和SPES膜过滤1g/L的牛血清蛋白液阻力分布情况。研究发现PES膜孔径范围为:0.22-0.27μm,初始纯水通量为642L/m2·hr,过滤1g/L浓度蛋白溶液时平衡通量约为30.4-31.9 L/m2·hr。SPES膜孔径范围为:5.2-11.1nm,初始纯水通量为8.1L/m2·hr,过滤蛋白溶液时平衡通量约为3.4-6.9L/m2·hr。过滤蛋白溶液时PES膜阻力主要集中在吸附和堵孔阻力,二者相加占总阻力的91.1%;而SPES膜阻力主要集中在膜本身的阻力,占了总阻力的41.8%,其次为堵孔阻力,占总阻力的38.3%。经清洗后,PES膜的纯水通量可以恢复到82%,而SPES膜可以恢复到494%。对PES膜采用两种改性手段进行改性,第一种改性方法是:把PES膜浸泡在0.5%聚磷腈正庚烷混合溶液72小时后,自然干燥后直接等离子处理。采用电镜,孔径分布测定仪,接触角测定仪,全反射红外光谱,XPS对改性后膜进行表征,根据Darcy-Poiseuille定律研究PES膜和SPES膜过滤1g/L的牛血清蛋白液阻力分布情况。研究发现过滤前膜孔径范围为:0.11-0.17μm,过滤后膜孔径为0.08~0.11μm。膜初始接触角值为41.3°,水滴渗透到膜内的停留时间平均约为3.45s。改性PES膜在过滤蛋白液8-10min后达到相对稳定的平衡通量,约为17.39-23.18L/m2·hr,是干净膜的初始纯水通量的15.8-21.1%。膜阻力主要集中在吸附阻力,最高可达49.3%,膜堵孔和凝胶阻力起了次要的作用,占总阻力的29.8%。经清洗后膜的纯水通量可以恢复到78.2%。对PES膜采用第二种改性方法是:把PES膜浸泡在0.5%聚磷腈正庚烷混合溶液72小时后,进行自然干燥,然后等离子处理后立即浸泡在二氯乙氧基乙醇钠与干燥正庚烷的混合溶液72小时后,用正庚烷清洗后待用。采用电镜,孔径分布测定仪,接触角测定仪,全反射红外光谱,XPS对改性后膜进行表征。根据Darcy-Poiseuille定律研究PES膜和SPES膜过滤1g/L的牛血清蛋白液阻力分布情况。研究发现过滤前后进行表征,过滤前膜孔径范围为: 0.18-0.297μm,过滤后膜孔径范围为:0.12~0.16μm。初始接触角值为41.7°。水滴渗透到膜内的停留时间平均约为2.4s,膜在过滤1g/L浓度蛋白溶液1.25-2min后达到相对稳定的平衡通量,过滤时平衡通量为255.1-440.58L/m2·hr,是干净膜的初始纯水通量的45.0-77.7%。膜阻力主要集中在膜本身阻力,最高可达57.9%,吸附阻力起了次要的作用,占总阻力的26.8%。经清洗后膜的纯水通量可以恢复到154.9%。

用于牛血清蛋白液分离的聚醚砜超滤膜的抗污染研究

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