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传统本体改性在引入活性自由基氯甲基基团(-CH2Cl)的过程中,大量使用催化剂四氯化锡(SnCl4)或氯化锌(ZnCl2)会对环境造成污染,而有机相溶剂如氯甲醚(ClCH2OCH3)和氯仿(CHCl3)的使用也会对人体健康造成危害。因此,本文针对此问题,主要采用低毒的相转移催化剂(磺酸内铵盐)对聚芳醚酮(PEK-C)超滤膜和聚砜(PSF)超滤膜表面进行氯甲基化反应;再通过表面原子转移自由基聚合反应(SI-ATRP)接枝磺酸基甜菜碱(SBMA)单体,从而达到亲水防污的目的。研究采用多聚甲醛、磺酸内铵盐、浓盐酸对PEK-C和PSF膜进行氯甲基化反应,在膜表面引入-CH2Cl基团,以-CH2Cl为引发剂通过SI-ATRP反应将SBMA接枝聚合到PEK-C膜和PSF膜表面;再通过扫描电镜(SEM)分别观察了PEK-C-g-PSBMA超滤膜和PSF-g-PSBMA超滤膜的表面和断面的形貌;X射线光电子能谱分析(XPS)对PSF,PSF-Cl,PSF-g-PSBMA,PEK-C,PEK-C-Cl,PEK-C-g-PSBMA进行表面元素的分析;傅里叶红外光谱分析(FT-IR)分析进一步证明SBMA接入到超滤膜的表面。研究发现氯甲基化反应温度70℃、反应时间6 h、多聚甲醛2.0 g、催化剂0.15 g、浓盐酸30 mL时、PEK-C改性膜接触角最小,与原始膜相比减小了40°;氯甲基化反应温度70℃、反应时间3 h、多聚甲醛1.5 g、催化剂0.05 g、浓盐酸40 mL、ATRP反应温度70℃、反应时间6 h、SBMA浓度为1.5 mol/L时PSF改性膜接触角最小,与原始膜相比降低了50°。表面改性使膜的亲水性大幅度提高,证明改性膜具有亲水性。本研究又进一步对氯甲基化反应时间和ATRP反应时间对膜性能(纯水通量、蛋白截留率、通量恢复率)的影响进行探究,确定PEK-C氯甲基化6 h、ATRP反应6 h,PSF氯甲基化1 h、ATRP反应6 h。根据最优条件对膜进行改性后,两种膜的恢复率均超过90%。对PEK-C超滤膜和PSF超滤膜的特性进行研究发现,利用牛血清蛋白(BSA)对两种膜进行蛋白吸附实验,结果发现两种改性膜的蛋白吸附值明显下降,且随着接枝时间的延长,蛋白的吸附量逐渐越少。本研究利用大肠杆菌对两种膜进行抗菌性实验研究,结果表明,两种膜具有抗菌性,未改性的PEK-C超滤膜和PSF超滤膜表面有大量大肠杆菌粘附,两种膜随着ATRP反应时间的延长,改性膜表面大肠杆菌数目减少,当ATRP反应9 h时,大肠杆菌几乎不再粘附于膜表面。本文利用表面氯甲基化和SI-ATRP反应制得了改性PEK-C膜和改性PSF膜,同时证明了改性后的膜具有亲水防污的性能,从而为PEK-C膜和PSF膜在海水淡化、污水处理、食品应用等行业的推广提供了理论依据。