近年來,環(huán)境響應型智能膜在物質分離[1]、藥物控制釋放_2 ]、傳感器及組織工程l4 等領域中得到廣泛的應用.這種膜能夠感知外界的微4,N激,并改變其構象,使膜孔徑大小、親疏水性發(fā)生變化,從而控制膜的滲透通量,提高膜的選擇性[5].迄今,人們已采用化學接枝[ 、等離子體接枝[ 、光接枝[。 等不同方法在多孔有機膜上接枝丙烯酸及其衍生物單體制備成pH敏感膜.
相對于有機膜來說,無機膜具有機械強度高、化學穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好、操作方便及節(jié)能等優(yōu)點,被廣泛應用于化工、食品、生物制藥等領域中.本課題組已成功地在片狀Al O。陶瓷膜上偶聯(lián)了乙烯基基團,并以丙烯酸為接枝單體,制備了pH敏感型陶瓷復合膜.與片狀膜相比,管式膜具有流道寬、料液在管內為湍流流動、不易堵塞膜孑L、易清洗、壓力損失小等特點,更適用于微濾、超濾、納濾、反滲透等膜分離技術.引入供進一步進行化學接枝的活性基團,對以無機陶瓷膜為基礎的pH敏感膜的制備而言十分重要[9].采用合適的有機硅烷偶聯(lián)劑改性是目前常用的方法L】 ,PicardEu’12]等人將氟硅烷偶聯(lián)劑用于氧化鋯膜表面改性,取得了較好的效果.Atwater等口。]用系列硅烷偶聯(lián)劑對氧化鋁陶瓷膜進行表面修飾,使得膜的表面生成有機功能團,從而增加了氧氣的滲透性能.目前常見的偶聯(lián)反應主要以甲苯為溶劑,易造成二次污染,且不經濟,也在一定程度上限制工業(yè)化應用,采用乙醇為溶劑可消除偶聯(lián)反應中甲苯帶來的二次污染.
本文首先針對管式陶瓷膜為基礎的pH敏感膜制備,研究采用乙醇為溶劑進行ZrOz陶瓷膜的硅烷化改性,以引入乙烯基鏈,并在此基礎上通過丙烯酸接枝來制備pH敏感型陶瓷復合膜.系統(tǒng)考察偶聯(lián)劑濃度、反應溫度、反應時間等硅烷化反應條件對氧化鋯陶瓷膜的硅烷化效果的影響,探討最佳改性條件;進一步研究接枝反應中丙烯酸單體濃度對膜滲透通量及pH開關系數(shù)的影響,并對所制備pH敏感膜的性能進行考察. |