Ca2+对SiO2-BSA混合体系膜污染行为的影响

为研究Ca²⁺对SiO₂-BSA混合污染物膜污染行为的影响,针对SiO₂与牛血清蛋白(BSA)共存体系,在不同Ca²⁺浓度下,使用原子力显微镜测定各污染物与聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜及各污染物之间的作用力,结合膜污染实验,探讨Ca²⁺对SiO₂-BSA混合污染物膜污染行为的影响.结果表明:随着Ca²⁺浓度的增大,SiO₂-BSA引起的膜污染逐渐减小,主要是因为Ca²⁺改变了SiO₂-BSA混合体系中各污染物与膜及污染物之间的相互作用力.针对污染物与膜之间的相互作用力,Ca²⁺的加入触发了PVDF膜与BSA及SiO₂之间的水合排斥力,从而削弱BSA在膜表面的吸附累计速率,有效减缓了运行初期的膜污染速率;针对污染物之间的作用力,Ca²⁺浓度的增加使得SiO₂-SiO₂及SiO₂-BSA之间作用力增大,从而导致污染物团聚形成大尺寸聚集体,在膜面形成松散多孔的污染层,进而伴随着膜污染速率以及污染幅度的减小.     

不同Ca~(2+)浓度范围内海藻酸的超滤膜污染行为研究

为了探明不同Ca~(2+)离子含量范围内海藻酸(SA)对PVDF超滤膜的污染行为,在CaCl_2离子强度为0~50mmo L/L范围内,进行了宏观SA超滤膜过滤实验,并考察了相关膜污染微观作用力以及SA在膜面的吸附行为和吸附层结构特征。结果表明,在较低的离子强度范围内,随着Ca~(2+)离子含量的增大,膜-SA及SA间静电作用力减小,导致SA在膜面的吸附累积速率加剧,且形成致密SA污染层,相应膜污染加剧。相反,在较高的Ca~(2+)离子含量范围内,水合排斥力的出现减缓了膜污染微观作用力,降低了SA在膜面的吸附速率及SA污染层的密实度,进而减缓膜污染。