PVDF因具有优异的耐热性、耐化学腐蚀性及良好的成膜性等而被广泛应用于生物分离、水处理、食品加工等领域。但使用过程中，由于PVDF具有较强的疏水性容易使蛋白质、微生物等在表面粘附，从而导致膜污染，降低分离效率。同时，PVDF分离膜对重金属离子不具有吸附性能，也限制了其在环境化工领域的进一步应用。因此，本研究将具有良好重金属离子吸附性能的无机矿物质引入PVDF分离膜中，并引入具有抗污染蛋白质吸附功能的两性离子聚合物对膜表面进行改性，制备吸附重金属离子功能的耐污染有机-无机杂化膜。
(1)以PVDF为成膜基质，以ATP为填料，通过浸没沉淀相转化法制备了PVDF/ATP杂化平板膜。进而，以两性离子类聚合物MPDSAH为改性剂，通过接枝改性和化学交联，在PVDF/ATP膜表面构建两性离子凝胶层，并对其吸附性能和抗蛋白质污染性能等进行了研究。研究结果表明，MPDSAH在PVDF/ATP杂化膜表面构建的亲水性凝胶层可明显改善膜污染状况，溶菌酶(Lys-z)在膜表面的吸附量为71.3μg/cm2，明显低于PVDF/ATP杂化基膜对蛋白质的吸附量（200.2μg/cm2）。两性离子化PVDF/ATP杂化膜对Cd2+的吸附量最大可达33.6mg/g。吸附动力学研究表明，吸附机理复合拟二级动力学模型，等温吸附过程能使用Freundlich方程进行较好的描述。
(2)采用硅烷偶联剂KH-570对ATP进行处理，进一步利用阴离子表面活性剂AMPS进行双键加成反应，制备出ATP-g-AMPS。研究表明，AMPS单体含量的增加，提高了ATP-g-AMPS在有机溶剂N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的分散性，且对重金属离子Cd2+的吸附性能明显增强，吸附机理符合拟二级动力学模型，Freundlich方程能更好的描述等温吸附过程。
在此基础上，将ATP-g-AMPS加入PVDF铸膜液中，通过浸没相转化法制备出了PVDF/(ATP-g-AMPS)杂化膜，并对其结构和性能进行了研究。研究结果表明，随着铸膜液中ATP-g-AMPS含量的增加，膜孔径和孔隙率增加，膜的渗透性能和表面亲水性增强，抗蛋白质污染能力增加。杂化膜的纯水通量恢复率最高可达90.4％，明显高于纯PVDF膜的纯水通量恢复率(51.36％)。吸附研究表明，杂化膜对Cd2+的吸附量最高可达107.0mg/g。吸附机理符合拟二级动力学模型，Langmuir等温方程和Freundlich方程均能较好的描述等温吸附过程。

    关键词：
    聚偏氟乙烯 凹凸棒土 PVDF分离膜 吸附性能
    作者：
    石月荣
    学位授予单位：
    天津工业大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    材料工程
    导师姓名：
    陈莉
    学位年度：
    2014
    语种：
    中文
    分类号：
    TQ325.4 TQ320.721
    在线出版日期：
    2015年07月30日