电荷平衡亲水层构建策咯增强聚合物膜 表面耐污染性能

  两性离子是一类同时含有正、负电基团而整体呈电中性的大分子，其优异的耐污染性能根源于电中性的分子层反其在离子溶剂化作用下形成的稳定水合层．日前两性离子在聚合物膜表面的耐污染应用仍旧受限于其复杂的合成过程或易损的膜表面接枝过程．基于上述两性离子的耐污染机理，本课题以聚酰胺(PA)反渗透膜(RO)为例，专为此类兼具复杂拓扑结构和巧妙性能的聚合物膜表面设计了一整套温和、简单、高效的电荷平衡亲水层构建策略．首先我们沿用两性离子的典型结构，通过温和的迈克尔加成反应,拓宽了两性离子正电基困候选物(PCC)及负电基团候选物(NCC) 的原料选择范围，高效地实现了在聚酖胺(PA)反渗透膜(RO）膜表面构建两性离子结构PCC-NOC 的目的．进而我们突破传统的两性离子结构，进一步创新性地提出一种类两性离子结构的电荷平衡亲水层构建方法：选择两种带相反电荷的商业化短链羰基烃,2-丙烯酰胺-2一甲基丙磺酸(AMPS) 和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氣化铵(DMS)，同样通过温和的迈克尔加成法混合接枝于含氨基的反渗透膜表面，构建了一种超薄电荷平衡耐污染层;膜厚较改性前仅增加约5 nm. 最后,我们采用同样具有强亲水性、同时含有正负电荷的离子液体，将其简单胺化接枝于 PA-RO 膜表面，通过调节离子液体本身所带负电荷的基团尺寸，实现了精准调控离子液体亲水性及其与污染物的相互作用能力．上述三种电荷平街亲水层的系列构建策略在有效增强聚酰胺反渗透膜表面耐污染性能的同时，均完好保留了膜表面典型的“峰一谷”结构，并且不同程度改善了膜通量和NaCl 截留率。