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亲水性PPS/PPSS复合膜的制备及其性能研究

发布时间:2019/12/29 23:08:49阅读人次:1715

聚苯硫醚(PPSS)是一种具有重复结构单元的高分子材料。PPSS有着良好的耐腐蚀、耐高温和机械性能。与PPS相比,PPSS由于强极性矾基的引入使得它有较好的亲水性。PPSS的合成工艺复杂,受到技术和工艺的限制比较难以进行,通过PPS氧化制备PPSS是一种简便的制备方法。

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硫化物氧化法是目前经常使用的制备飒的方法,由于飒是重要的合成中间体,一直以来受到人们的关注。硫化物氧化法中通常使用的氧化剂有高锰酸盐、澳酸钠、高碘酸、过氧苯甲酸和磺酸过酸等,它们对环境污染较大。

随着人们对环境问题的日益关注,研究人员开始在寻找对环境无害的绿色氧化剂。过氧化氢含氧量高、并且价格低廉。H20:在氧化硫化物的过程中反应产物多为亚飒。为了克服这一限制,需要找到合适的催化剂,使得H2O2可以有效的将硫化物氧化生成飒CSO2-)。研究人员发现,H2O2可以在酸性催化剂存在的条件下可以与乙酸((CH3COOH)生成过氧乙酸,过氧乙酸可以将硫化物氧化成。

因此本章采用H2O2 ,  CH3COOH和H2SO;对PPS膜进行亲水改性,制备了PPS/PPSS复合膜,探究了不同的H20:与PPS比例对复合膜组成的影响。并对不同氧化程度的复合膜的抗污染性能和染料截留能力进行了研究。

通过H202、CH3COOH和H2S〇4配制的氧化剂溶液对疏水的PPS膜进行化学改性,成功的在膜表面生成了PPSS,制备了亲水性PPS/PPSS复合膜。通过FT-IR和XPS证明了氧化反应成功的在膜表面引入了砜基。

由于强极性砜基的引入,使得复合膜表现出良好的润湿性能和渗透性能。通过SEM图发现这种改性方法没有破坏膜的结构与形貌,这为复合膜保持良好的性能打下了基础。在抗污染实验中,与PPS膜相比,复合膜表现出了优良的牛血清蛋白截留率和通量恢复率,这说明这种改性方法大大提高了膜的抗污染性能,延长了膜的使用寿命。

通过PPS膜和复合膜对刚果红染料和甲基蓝染料的截留性能测试,复合膜不仅对刚果红(94.6%)和甲基蓝(98.4%)保持着较高的截留率,还有着良好的渗透通量,实验过程中是在较低的压力下进行,大大降低了膜在分离过程中消耗的能量。分析知PPS/PPSS复合膜是上下表面为PPSS层,PPS为中间层的结构。在耐溶剂和TG测试中,PPS膜在改性后依旧保持着良好的耐溶剂和热稳定性能。