两性离子改性膜及其抗污染性能研究进展

膜的蛋白污染限制了膜的应用范围,由于两性离子具有稳定的抗蛋白质污染性能,两性离子材料已被广泛用于提高膜的抗污染性能研究中。"接枝聚合"是一种在膜表面引发接枝单体的技术。它是提高膜抗污染性能的一种简单、有用且通用的改性方法。综述了两性离子改性膜及其抗污染性能的研究进展。     

基于两性离子的纳滤膜抗污染改性方法研究进展

纳滤膜对水中污染物的分离截留性能优异,膜污染控制和抗污染强化是该技术发展的研究热点。纳滤膜改性是强化纳滤膜抗污染性能的方法之一,基于两性离子材料的改性纳滤膜凭借两性离子材料静电作用与水分子结合的特性,在渗透性和抗污性方面表现优秀。系统综述了强化抗污染的两性离子纳滤膜的改性方法,包括涂覆法、接枝法、界面聚合法、自组装和共混掺杂法等,并阐释了各方法所制备纳滤膜的抗污效能和适用条件,最后对各改性方法做出了展望,以期为两性离子材料在纳滤膜改性和实际应用中的研究提供参考。     

高分子分离膜材料亲水改性及对膜性能的影响

介绍了高分子分离膜材料的亲水改性中常用的化学改性和物理改性方法。化学改性可以通过膜材料化学改性和膜表面化学改性来实现 ;物理改性即高分子膜材料的物理共混也可以改善膜材料的亲水性能。同时介绍了膜材料共混改性对膜性能的影响。     

两步接枝聚合法对PVDF中空纤维微孔膜的亲水化改性研究

为了提高PVDF中空纤维膜的抗污染性,本文采用两步表面接枝聚合的方法,利用磺基甜菜碱类两性离子聚合物-聚甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯(polyMEDSA)对PVDF中空纤维微孔膜的外表面进行亲水改性。首先由PVDF膜的外表面引发甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)的原子自由基聚合(ATRP)反应,引入羟基活性位点,再利用铈离子(Ce4+)引发MEDSA在膜表面上发生接枝共聚反应,从而得到两性离子改性PVDF中空纤维微孔膜(polyMEDSA-c-polyHEMA-g-PVDF)。结果表明,改性PVDF膜的亲水性明显提高,显示出良好的抗蛋白污染性,且不会影响原膜良好的机械强度。与原PVDF中空纤维膜相比,改性PVDF中空纤维微孔膜(接枝量=225.7μg/cm2)外表面的亲水性提高了33%,蛋白质吸附量减少了45.7%,纯水通量恢复率提高了44%。     

高分子膜材料在膜分离过程的应用

介绍了常用高分子膜材料在膜分离过程中的应用,总结了高分子材料的改性方法,阐述了改性高分子材料膜的应用特性,提出了高分子膜材料的研究课题,并对膜分离过程的未来发展进行了展望。     

纳米技术在高分子材料改性中的应用及研究进展

针对纳米技术在高分子材料改性中的应用以及研究进展问题,对纳米粒子的特性进行简单介绍,在此基础上,对高分子化处理无机纳米颗粒进行分析,对纳米技术在高分子材料改性中的应用进行深入研究,为推动高分子材料领域的进一步发展奠定基础。研究表明:纳米技术在首次亮相以后就得到了广泛的关注,高分子化处理无机纳米颗粒的技术可以分为三种类型,分别是在颗粒表面吸附聚合物、利用锚固聚合改性技术以及制备环节高分子化处理,目前,纳米技术已经在纤维材料、橡胶材料以及塑料材料等高分子材料改性中得到了广泛的应用。     

含银高分子膜材料的应用及研究进展

随着高分子膜材料在水处理技术、医药、食品、农业和化工领域的广泛应用,利用不同方法改进高分子膜材料的抑菌性能、抗污染性能和水通量等,以延长高分子膜材料的使用寿命,已成为近几年研究的热点。介绍了含银高分子膜材料的主要应用。分别阐述了单质银和银离子对高分子膜材料改性的不同效果。主要讨论了相转化法、共混法、原位合成法、离子交换法和界面聚合法对含银高分子膜材料的改性方法,总结了不同改性方法对高分子膜材料改性后对其抑菌性能、抗污染性能及水通量的优化情况。通过引入银能够提高高分子膜材料的抑菌率,抑菌率最高可达100%。银的加入有效地提高了膜材料的抗污染性能,其对高分子膜材料的水通量也有一定的提高。     

氧化石墨烯/天然高分子复合吸附材料在水处理中的应用

近年来,氧化石墨烯(GO)复合吸附材料在水处理方面得到了广泛研究.由GO和天然高分子组成的复合材料具有吸附能力强、机械稳定性好等优点,且表面改性的GO可以进一步提高其吸附稳定性和吸附能力.介绍了GO/天然高分子复合吸附材料的制备方法;总结了GO表面官能团,如巯基、氨基、羧基等对吸附材料吸附性能的影响;综述了GO与壳聚糖、纤维素、海藻酸钠、木质素等天然高分子形成的复合吸附材料对水中染料和重金属离子处理的应用;最后对GO/天然高分子复合吸附材料在实际应用中的发展方向提出了展望.     

两性离子材料在生物化工领域的应用

两性离子材料是一类具有相同数量阳离子和阴离子官能团、整体呈电中性的材料。两性离子聚合物能够通过与水分子之间形成超强水化层抵抗蛋白质等污染物的表面吸附，因此具有突出的抗污特性。此外，两性离子材料还具有黏附性、抗冻性、药物增溶性、离子选择性等性能，已广泛应用于生物医药、工业生产等领域。本文首先总结了两性离子材料的抗污特性，介绍其在抗蛋白、抗细菌、抗病毒吸附方面的应用，接着以医用传感器、药物递送和分离膜为生物化工领域的代表方向，介绍两性离子材料的抗污及其他应用，最后讨论了发展两性离子材料存在的问题与挑战，展望了两性离子材料作为一类新型功能化材料的应用前景。     

高分子膜材料的研究概况

介绍高分子膜材料的分类和研究方法,着重从高分子膜的性能、成膜及改性方法、新型膜材料几方面综述高分子膜材料的研究进展情况,同时概要叙述高分子膜材料的应用及今后的发展远景。     

聚偏氟乙烯膜亲水化改性研究进展

为弥补强疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜在实际应用中的缺陷,从膜本体及膜表面2个角度入手,阐述了国内外对PVDF膜亲水化改性的主要方法。膜本体改性主要是将膜材料与亲水性聚合物或无机纳米材料共混,从而改善PVDF膜的亲水性能;而膜表面改性则主要是通过表面涂覆改性与表面接枝改性来实现。PVDF膜亲水性的增强,能有效改善膜的抗污染能力,从而大大提高膜的过水通量,并延长其使用寿命。     

共混改性法对有机分离膜影响进展

有机聚合物如聚砜类、聚偏氟乙烯类、醋酸纤维素类、聚烯烃类等具有优良特性,是重要的膜材料。然而,膜污染问题限制了膜的应用。共混改性法操作简单,改性和成膜同时进行,效果稳定,通过共混改性法对有机聚合物膜进行膜改性可以有效降低膜污染。一方面通过共混亲水性聚合物、两亲性聚合物、两性离子聚合物对有机聚合物膜进行膜改性,制备改性膜的防污性和渗透性等性能均有不同程度的提升;另一方面,共混如TiO₂、SiO₂、碳纳米管（CNTs）、Al₂O₃、氧化石墨烯（GO）和ZrO₂等无机纳米粒子也可以制备高性能分离膜。本文从以上两方面综述了共混改性法的研究进展和存在的问题,并指出了通过共混改性提升膜的抗污染等性能是今后主要的发展趋势。     

Chemical modification of polyethersulfone nanofiltration membranes: A review

Polysulfone (PS) and poly(ether)sulfone (PES) are often used for synthesis of nanofiltration membranes, due to their chemical, thermal, and mechanical stability. The disadvantage for applying PS/PES is their high hydrophobicity, which increases membrane fouling. To optimize the performance of PS/PES nanofiltration membranes, membranes can be modified. An increase in membrane hydrophilicity is a good method to improve membrane performance. This article reviews chemical (and physicochemical) modification methods applied to increase the hydrophilicity of PS/PES nanofiltration membranes. Modification of poly(ether)sulfone membranes in view of increasing hydrophilicity can be carried out in several ways. Physical or chemical membrane modification processes after formation of the membrane create more hydrophilic surfaces. Such modification processes are (1) graft polymerization that chemically attaches hydrophilic monomers to the membrane surface; (2) plasma treatment, that introduces different functional groups to the membrane surface; and (3) physical preadsorption of hydrophilic components to the membrane surface. Surfactant modification, self‐assembly of hydrophilic nanoparticles and membrane nitrification are also such membrane modification processes. Another approach is based on modification of polymers before membrane formation. This bulk modification implies the modification of membrane materials before membrane synthesis of the incorporation of hydrophilic additives in the membrane matrix during membrane synthesis. Sulfonation, carboxylation, and nitration are such techniques. To conclude, polymer blending also results in membranes with improved surface characteristics. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

离子交换膜改性的研究现状及发展趋势

离子交换膜已广泛应用于化工、废水治理等工业领域。但是,目前所使用的离子交换膜选择透过性低、机械强度差、抗污染能力弱,对离子交换膜进行改性可以改善这些性能。综述了离子交换膜的改性方法,包括组成改性（表面改性和掺杂改性）和结构改性（中空纤维结构改性和增加膜基质孔隙率改性）。通过对这些方法进行分析对比得出：表面改性和掺杂改性,以聚合物为添加剂,技术简单、易操作,并且能够提高膜的综合性能,是膜改性的重要发展方向;中空纤维结构改性,由于膜的使用条件严格、清洗困难,目前得不到广泛应用,但是中空纤维结构改性使膜的结构从根本上发生了改变,这是膜改性的一个重要途径;增加膜的孔隙率只适合多孔膜的改性,这种方法研究较少。     

Cell Wall-Denaturing Molecules for Plant Gene Modification

Zwitterionic molecules, such as zwitterionic liquids (ZILs) and polypeptides (ZIPs), are attracting attention for application in new methods that can be used to loosen tight cell wall networks in a biocompatible manner. These novel methods can enhance the cell wall permeability of nanocarriers and increase their transfection efficiency into targeted subcellular organelles in plants. Herein, we provide an overview of the recent progress and future perspectives of such molecules that function as boosters for cell wall-penetrating nanocarriers.     

聚偏氟乙烯超滤膜亲水改性研究进展

膜污染会缩短超滤膜的使用寿命,增加由于水力清洗、化学清洗以及膜组件更换而产生的费用。为减少运行成本,有必要对膜污染加以控制。膜污染与原水中污染物的性质和膜本身的性质密切相关。亲水性膜具有水通量高、抗污染性能好的特点,因而提高超滤膜的亲水性是提高膜的水通量和控制膜污染的重要方法之一。简要介绍了具有良好化学稳定性、耐辐射性、耐热性的聚偏氟乙烯膜的表面亲水改性和共混亲水改性的研究进展,指出通过不同的改性方式,聚偏氟乙烯膜都能够实现亲水性的增强。     

两亲性高分子聚合物在膜表面物理改性中的应用

两亲性高分子聚合物由于在化学结构上的独特优势,在水处理膜表面物理改性中可以有效提高膜的通透性和耐污染能力。从膜的表面粗糙度、孔隙率等微观角度对两亲性高分子聚合物在膜表面物理改性方面的研究和应用做了综述。研究表明两亲性高分子聚合物无论是作为表面活性剂、表面涂层还是与原膜材料进行共混,都可以有效提高膜的渗透效率。     

聚丙烯微孔膜的研究进展

介绍了由熔融纺丝-冷却拉伸法和热致相分离法制备聚丙烯微孔膜的原理和过程。对当前膜研究领域的热点即膜的亲水化改性研究进行了重点评述,包括暂时性改性和永久性改性。阐述了各种改性方法的特点,着重讨论了亲水化改性对膜性能如膜的微孔孔径、孔隙率、透水量等的影响,强调膜表面亲水性的提高可改善膜的耐生物污染性。指出聚丙烯微孔膜的应用领域和发展前景。     

阴离子交换膜改性及抗污染性能研究进展

电渗析技术应用于工业废水脱盐时,废水中有机物及其它杂质组分等会造成膜污染,进而影响脱盐性能。电渗析膜污染防治对促进电渗析在工业废水处理中的应用有重要意义。相比于阳离子交换膜,阴离子交换膜更易形成有机污染,且更严重。阴离子交换膜污染主要由腐殖酸、牛血清蛋白、阴离子表面活性剂等有机物造成,污染过程主要受静电作用、亲和作用和几何因素的影响。膜改性提高阴离子交换膜的抗污染性能是电渗析膜污染防治的有效方法,目前已有许多有关膜改性提高阴离子交换膜抗污染性能的报道。膜改性方法主要有化学改性法、等离子体改性法、表面涂覆改性法、电沉积改性法、自聚合改性法及改进基膜结构法等。本工作对阴离子交换膜改性及抗污染性能的研究进展进行了综述,对不同改性方法的优缺点进行了分析和评价。这些改性方法能提高阴膜表面的负电荷密度和亲水性、降低膜表面粗糙度和基膜含水率等,因此可以改善阴离子交换膜的抗污染性能。然而,目前研究获得的改性阴离子交换膜仍存在修饰层不稳定、抗污染性能不理想和性能测试不系统等缺点,需进一步优化改性方法、改性工艺、组分修饰及性能测试等,以获得抗污染性能稳定且效果良好的改性阴离子交换膜。