芻議離子交換膜改性在水處理方面的應(yīng)用

束弋昀

(濟(jì)南大學(xué) 土木建筑學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022)

離子交換膜(IEMs)是高分子膜，本質(zhì)是離子交換樹(shù)脂，含有可電離性基團(tuán)，對(duì)溶液中的離子具有選擇透過(guò)性。按化學(xué)性能可分為均相膜、半均相膜、非均相膜，按照材料性質(zhì)可分為有機(jī)離子交換膜、無(wú)機(jī)離子交換膜[1]，按所帶基團(tuán)電荷性質(zhì)可分為陰離子交換膜、陽(yáng)離子交換膜[2]。

近年來(lái)，離子交換膜廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域[1]，已成為日常生活的一部分。離子交換膜性能優(yōu)異，根據(jù)它的特性開(kāi)發(fā)了許多用于水處理的膜，如淡化苦咸水的非均相膜[3]、抗污染的氧化石墨烯改性膜[4]等，它在未來(lái)水處理方面的應(yīng)用會(huì)更多，前景廣闊。

離子交換膜應(yīng)用領(lǐng)域的主要研究方向之一是提高其性能[1]。目前，針對(duì)膜改性的措施主要有表面改性、摻雜改性兩大類[5]。表面改性操作簡(jiǎn)便，基團(tuán)利用率較高，改性效果好[6]，可采用化學(xué)、高能射線等方法對(duì)膜表面進(jìn)行處理，使膜表面產(chǎn)生反應(yīng)活性點(diǎn)，并以化學(xué)鍵形式的作用力將親水基團(tuán)引至膜表面，從而提高膜的性能。摻雜改性同樣可以提高膜的性能，與表面改性相比，它在機(jī)械性能方面會(huì)有較大的提升[7]。

1 表面改性

膜的表面改性是在膜表面引入附加層，利用附加層的特性和膜表面性能的互補(bǔ)，提高膜的選擇通過(guò)性和交換容量，達(dá)到改變膜性能的目的[2]。

1.1 等離子體改性

等離子體又被稱為電漿，當(dāng)?shù)入x子體與膜表面發(fā)生撞擊時(shí)，體內(nèi)的電子、離子等會(huì)將自身能量傳遞到膜表面基團(tuán)，隨后產(chǎn)生表面反應(yīng)，使表面發(fā)生物理、化學(xué)變化，從而實(shí)現(xiàn)表面改性[8]?！?br>