1本课题的内容和意义

21世纪以来，膜分离技术迅猛发展，并以广泛应用于生产的各领域^[1,2]，在工业废水处理中的应用也已取得了巨大进步，其中包括：皮革废水、重金属废水、造纸废水处理及海水和苦咸水的淡化等^[3]。为了拓宽分离膜的工作范围和提高膜的分离性能，人们大都将注意力放在了开发新兴膜材料或在原优质膜材料的基础上对其进行优化改性，来满足生产的需要和环境标准。本文就近年来有机超滤膜材料的研究和优化改性及在工业废水处理中的应用进行了评论和阐述，并对其在水污染防治中的研究与应用的前景进行了展望。

制备小孔径，且孔径分布窄的PVDF膜，这并不是一件容易的事^[4]。目前制备的25nm左右的PVDF膜是以牺牲膜的机械性能为代价，如果在孔径分布均一的PVDF中空纤维膜上浸涂PVA，减小分离层孔径的同时，进一步提高孔径分布的均匀性，改善膜材料的亲水性能，应该是有利于提高膜的抗污染性能。另外，孔径减小，可以截留更广泛的污染物，甚至于制成纳滤膜，在饮用水处理领域，去除水中的细菌，病毒，有机物乃至部分重金属离子。

本课题的目的是对改性后的膜的截留性能的表证方法进行研究，膜产品的相关性能指标繁多，主要有分离透过性能、物理性能和化学性能三大类，其中分离透过性能包括:产水量、水通量、纯水透过率、截留分子质量(切割分子质量)、截留率、脱盐率、回收率、最大孔径、平均孔径、孔径分布、孔隙率、气密性及完整性等。膜物理性能有:结构性能(外观、膜面积、膜厚、膜丝内外径)、机械性能(拉伸强度、爆破强度、弯曲强度、柔润指数^［5］、断裂伸长率)、电性能(荷电性、Zeta电位)、亲水性(接触角)及耐热性(最高操作温度)等。膜化学性能有:化学稳定性(化学相容性)、耐氧化性(短时余氯耐受限度、过氧化氢耐受限度)、耐酸碱性(运行及清洗pH 范围)及耐污染性能等。

超滤膜的截留性能包括截留分子质量和截留率两项指标，是超滤膜最重要的分离性能指标。截留率是指超滤膜截留特定溶质占溶液总特定溶质的比率，截留分子质量是指膜对某种特定溶质截留率达到90%以上时的最小分子质量。它们是反映膜孔径大小和分布的替代参数，决定了超滤膜的分离性能。我国超滤膜的3项标准中，关于截留性能的测试，都采用标准HY/T050#8212;1999的方法。在该标准中，规定用于超滤膜截留性能的测量的基准物质为以下几种:聚乙二醇( 分子质量为6000、10000、20000u)；细胞色素C(分子质量为13000u)；卵清蛋白(分子质量为45000u)；牛血清蛋白(分子质量为67000u)^［6］。

本次课题采用葡聚糖，牛血清蛋白，卵清蛋白对PVA/PVDF复合膜进行其截留性能的表征，并进行研究

2 膜的改性

目前世界上成膜的材料十分丰富，市场上广泛使用而且性能优良的主要有：聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜、聚乙烯醇（PVA）、壳聚糖(CS)复合超滤膜和醋酸纤维素(CA)超滤膜等^[7]。由于它们成膜性能好，化学性质稳定以及具有良好的生物相溶性等优点，倍受到广大膜工作者的青睐。

PVDF膜因为其具有良好的机械性能和化学稳定性，高机械强度及韧度耐冲击性、抗紫外线及核射线等特性而被广泛应用，成为制备微、超滤膜的重要材料，世界各地的研究人员都在着重开发以PVDF为膜材料的各类新型分离膜^[8]，以期望能满足某些特殊领域的需求。和其它膜材料相比，PVDF最突出的优点是拥有极强的疏水性^[9]，因而在膜蒸馏过程和膜萃取过程中能起到巨大作用，但这也制约了PVDF膜在很多领域的大规模应用。利用表面改性或者与聚合物共混等技术来改善膜表面结构以及性能，是当今废水处理领域提高膜性能的研究热点。一些亲水性聚合物可作为添加剂对聚偏氟乙烯超滤膜的表面结构和性能进行改善^[10,11]。聚乙烯醇因具有较合适的聚合度和良好的水溶性粘度，被用作改性膜材料并得到广泛研究。