【摘 要】
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膜污染是制约膜分离技术发展的瓶颈之一。目前,通过提升膜的亲水性以增强其抗污染能力成为研究热点。仿生粘合策略具有通用、简单易行、稳定性高等优势,被广泛应用于膜的亲水性改性研究中。然而,该方法在应用过程中存在耗时、涂层亲水性低等缺陷。本文以疏水聚偏氟乙烯（PVDF）膜为研究对象,基于仿生粘合策略,通过引入氧化剂和抗污染修饰物实现膜表面高亲水涂层的快速构建。主要研究内容如下:首先,以CuSO4/H2O2
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膜污染是制约膜分离技术发展的瓶颈之一。目前,通过提升膜的亲水性以增强其抗污染能力成为研究热点。仿生粘合策略具有通用、简单易行、稳定性高等优势,被广泛应用于膜的亲水性改性研究中。然而,该方法在应用过程中存在耗时、涂层亲水性低等缺陷。本文以疏水聚偏氟乙烯（PVDF）膜为研究对象,基于仿生粘合策略,通过引入氧化剂和抗污染修饰物实现膜表面高亲水涂层的快速构建。主要研究内容如下:首先,以CuSO4/H2O2为氧化剂,通过仿生粘合剂多巴胺与小分子两性离子DMAPAPS一步共沉积对PVDF超滤膜进行亲水性改性。Cu SO4/H2O2的使用极大提高了多巴胺的氧化沉积速率;作为抗污染修饰物,两性离子的引入显著改善了仿生涂层的亲水性（初始水接触角为33°）,从而赋予了膜优异的纯水通量（364 L/m~2?h）、牛血清蛋白截留率（98.6%）和抗污染能力（通量恢复率高达95%以上）。进而,以经济环保的单宁酸（TA）为仿生粘合剂,通过TA/Na IO4-混合溶液涂覆法对PVDF微滤膜进行亲水性改性。Na IO4发挥了双重作用:其一,作为强氧化剂有效促进了TA在膜表面的氧化沉积过程,显著提高了膜改性效率;其二,作为改性剂实现了TA涂层的羧基功能化,从而赋予了膜高度的亲水性（初始水接触角为32°）和水下超疏油性（水下油接触角为161°）。改性膜在过滤各种乳液时均显示出了超高的渗透通量（＞2400 L/m~2?h）、较好的截油率（＞98%）与抗污染性（通量恢复率高达95%以上）。本文通过合理选取氧化剂、抗污染修饰物以及优化实验条件,实现了高度亲水的仿生涂层在PVDF膜表面的快速构建,为高性能抗污染膜的高效制备提供了有参考价值的设计思路。
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