聚丙烯微孔膜的表面礦化修飾及其親水性能

范榮玉，鄭細(xì)鳴，李彬彬

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聚丙烯微孔膜的表面礦化修飾及其親水性能

范榮玉，鄭細(xì)鳴，李彬彬

（綠色化工技術(shù)福建省高等學(xué)校重點實驗室，武夷學(xué)院生態(tài)與資源工程學(xué)院，福建武夷山 354300）

為了改善聚丙烯微孔膜（MPPM）的表面親水性，通過組合多巴胺氧化聚合和交替浸漬礦化修飾技術(shù)，在MPPM表面構(gòu)建了均勻的CaCO3礦物層，實現(xiàn)了利用CaCO3礦物對膜表面進(jìn)行親水化修飾的目的。采用FTIR、XPS、ESEM、EDX和水接觸角對礦化膜表面進(jìn)行了相應(yīng)的表征?？疾炝巳芤簼舛取⒔n循環(huán)次數(shù)及聚多巴胺涂覆率等對CaCO3礦化率的影響。結(jié)果證實，CaCO3礦物均勻地負(fù)載在MPPM表面，膜的親水性因CaCO3固有的潤濕性而明顯改善。純水通量測試結(jié)果表明，礦化膜具有強的水滲透能力，純水通量大（高達(dá)6450 L·m-2·h-1），滲透阻力小，施加0.01MPa的外壓，水即可透過膜。油水乳液分離研究發(fā)現(xiàn)，礦化膜能有效地分離一定范圍的油水乳液，水通量大（＞1800 L·m-2·h-1），且膜容易用水清洗，展現(xiàn)出理想的油水乳液分離應(yīng)用前景。

膜；表面；分離；親水性；生物礦化；聚丙烯；碳酸鈣

引 言

聚丙烯微孔膜（MPPM）作為一類常用的高分子分離膜，具有化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強度高、制備成本低等突出特點，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但聚丙烯本身高度疏水，且膜的粗糙多孔形貌又進(jìn)一步增大了疏水性[1]。高疏水性使MPPM表面潤濕性差，水通量小，同時還易導(dǎo)致蛋白質(zhì)、細(xì)菌等有機(jī)質(zhì)在膜表面發(fā)生非特異性吸附，引起膜的生物污染，嚴(yán)重制約了MPPM 在水性介質(zhì)中的使用。為此，人們發(fā)展了多種技術(shù)改善MPPM的表面親水性。目前已經(jīng)建立的MPPM表面親水化修飾方法包括采用等離子體誘導(dǎo)[2-4]或紫外光誘導(dǎo)[5-7]親水性單體在膜表面接枝聚合，界面交聯(lián)[8]、靜電自組裝[9]或點擊化學(xué)[10]等技術(shù)在膜表面引入親水性有機(jī)高分子化合物，通過共混成膜引入兩親高分子共聚物[11-13]等。這些方法雖然可以獲得持久的親水化修飾效果，但修飾過程往往涉及一系列的化學(xué)反應(yīng)，或使用大量的有機(jī)溶劑，不但環(huán)境不友好，且過程相對復(fù)雜，難于實現(xiàn)工業(yè)化。為了克服有機(jī)物修飾的不足，研究者們利用表面潤濕性好的無機(jī)納米粒子進(jìn)行疏水膜的修飾，修飾方法包括原位生成、共混、涂覆等[14-16]。但由于容易團(tuán)聚，納米粒子在膜中分布不均勻且容易堵塞膜孔，無法獲得預(yù)期的修飾效果。因此，如何使無機(jī)物均勻地負(fù)載到膜表面仍然是一個挑戰(zhàn)。

生物礦化（biomineralization）是在生物體內(nèi)通過生物大分子的調(diào)控生成無機(jī)礦物的過程。與苛刻的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境相比，生物礦化具有條件溫和、能耗低、無污染等特點，且制得的無機(jī)礦物結(jié)構(gòu)精細(xì)、穩(wěn)定性好，近年來在復(fù)合材料的制備中受到廣泛的關(guān)注[17-18]。碳酸鈣（CaCO3）是分布最廣的生物礦物，廣泛存在于各種軟體動物中?；贑aCO3的生物礦化已被廣泛地用于無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料的制備，但如何利用生物礦化技術(shù)對膜進(jìn)行修飾，在膜表面構(gòu)建潤濕性好的無機(jī)礦物層卻鮮見文獻(xiàn)報道[19-20]。最近，Xu等[21]通過紫外光誘導(dǎo)接枝聚合法在膜表面引入聚丙烯酸，利用聚丙烯酸高分子鏈上的羧基吸附水中鈣離子，通過交替浸漬礦化（alternate soaking mineralization，ASM）成功地在MPPM表面構(gòu)建了CaCO3涂層，制得具有強親水性的膜。

近年來的仿生學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在水溶液中，3,4-二羥基苯丙氨（多巴胺）能發(fā)生氧化聚合，在固體表面形成一層強黏附的交聯(lián)復(fù)合層，非常適用于固體材料的表面修飾[22]。Wang等[23]通過在Nafion薄膜上構(gòu)建聚多巴胺層，提高了膜的綜合性能；Li等[24]用聚多巴胺改性聚砜超濾膜，明顯提高了膜的滲透氣化脫硫性能；溫變英等[25]用聚多巴胺對聚丙烯薄膜進(jìn)行修飾，明顯改善了膜的親水性；Xu等[26]用聚多巴胺修飾聚丙烯微孔膜，提高了膜的親水性與滲透性。

本研究利用多巴胺可在膜表面自聚合的特性，并借鑒生物礦化技術(shù)，建立了一種簡單有效、可控性好、環(huán)境友好、有利于工業(yè)化的膜表面礦化方法，制得具有強親水性的MPPM礦化膜，并對礦化率的控制、礦化膜的水通量及油水乳液分離性能等進(jìn)行了相應(yīng)的研究。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

MPPM由德國Membrana公司生產(chǎn)，平均孔徑0.2mm，孔隙率約75%；吐溫-80，西隴化工股份有限公司產(chǎn)品；鹽酸多巴胺（DPA），購于阿拉丁試劑有限公司；三（羥甲基）氨基甲烷、無水乙醇、丙酮、氫氧化鈉、鹽酸、無水氯化鈣、無水碳酸鈉、二氯甲烷等購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；四硼酸鈉、混合磷酸鹽、鄰苯二甲酸氫鉀等購自上海雷磁劍益儀器儀表有限公司；以上試劑均為分析純。

AVATAR330傅里葉變換紅外光譜儀，美國Thermo Nicolet公司；PHI-5000C ESCA X射線光電子能譜儀，美國Perkin Elmer 公司；XL30環(huán)境掃描電子顯微鏡，荷蘭FEI公司；AA-6300 型火焰原子吸收分光光度儀，日本島津公司；JGW-360型接觸角測定儀，承德市成惠試驗機(jī)有限公司。

1.2 MPPM表面CaCO3礦物層的制備

1.2.1 MPPM表面涂覆聚多巴胺 將MPPM裁剪成直徑為2.8 cm的圓形，置于丙酮溶液中振蕩清洗24 h，除去膜孔表面的雜質(zhì)，取出后在40℃下真空干燥至恒重，稱重。

稱取一定量的鹽酸多巴胺，加入pH為8.5、濃度為0.01 mol·L-1的三（羥甲基）氨基甲烷-鹽酸緩沖液（Tris-鹽酸緩沖液）500 ml，配制成濃度在0.4～5.0 g·L-1范圍的一系列多巴胺溶液；將經(jīng)過清洗的MPPM浸置于多巴胺溶液中，25℃下恒溫振蕩反應(yīng)24h（振蕩頻率為150 r·min-1）。取出膜，用去離子水反復(fù)清洗至水無明顯的黃色，40℃真空干燥至恒重，得到表面涂覆有聚多巴胺的MPPM，制得的膜稱為聚多巴胺涂覆膜（MPPM-DPA）。聚多巴胺涂覆率（CD，%）按式(1)計算

式中，0和1分別為涂覆前后膜的質(zhì)量，mg。

1.2.2 MPPM-DPA表面碳酸鈣的沉積 實驗采用交替浸漬礦化法進(jìn)行碳酸鈣涂層的構(gòu)建。將MPPM-DPA用去離子水充分潤濕后，在一定濃度（0.05～0.50 mol·L-1）的CaCl2溶液中浸漬30 s，然后用去離子水洗滌30 s，再放入到一定濃度（0.05～0.50 mol·L-1）的Na2CO3溶液中浸漬30 s，再次用去離子水洗滌30 s，上述步驟為一個循環(huán)，按上述方法進(jìn)行多次浸漬循環(huán)，即可在MPPM-DPA表面構(gòu)建碳酸鈣涂層，制得的膜稱為礦化膜（MPPM-CaCO3）。礦化率（MD，%）按式(2)計算

式中，1和2分別為礦化前后膜的質(zhì)量，mg。

1.3 膜的表征方法

制備過程中，膜表面基團(tuán)的變化采用紅外光譜（FTIR）分析，膜表面形態(tài)的變化采用環(huán)境掃描電子顯微鏡（ESEM）分析，膜表面鈣元素的分布采用能量色散X射線光譜儀（EDX）分析，膜表面元素組成采用X射線光電子能譜（XPS）分析。

1.4 膜的性能評價實驗

1.4.1 膜表面水接觸角的測定 采用座滴法測量膜的水接觸角，并以此表征修飾前后膜表面親水性的變化。將膜裁剪成長條狀，用雙面膠固定于載玻片上，在室溫下將2 μl的去離子水滴于膜表面，通過軟件計算水接觸角的數(shù)值。

1.4.2 膜的水下油接觸角的測定 將膜裁剪成長條狀，用雙面膠固定于載玻片上，放入裝有水的長方形透明水槽中，在室溫下滴加5 μl的二氯甲烷于膜的表面上，通過軟件計算油接觸角的數(shù)值。

1.4.3 純水通量的測定 用乙醇預(yù)浸潤法測量膜的純水通量。首先將膜置于乙醇溶液中潤濕10 min，然后裝入過濾模具內(nèi)。在0.12 MPa壓力下用去離子水先預(yù)壓20 min，然后降壓至0.1 MPa，測定膜的水通量大小。

1.4.4 油水乳液水通量測定 用二氯甲烷、吐溫-80及水配制一系列乳液，采用乙醇預(yù)浸法測試油水乳液水通量。將一定比例的去離子水和吐溫-80依次加入燒杯中，充分?jǐn)嚢杈鶆?；然后滴加一定體積的二氯甲烷，繼續(xù)攪拌至均勻狀態(tài)；最后靜置油水乳液0.5 h，除去表層懸浮的未乳化的油液，取下層的均勻乳液用于實驗。乳液過濾的操作步驟和乙醇預(yù)浸潤法測水通量一致。即將膜置于乙醇溶液中潤濕10 min，然后裝入過濾模具內(nèi)，在0.12 MPa壓力下用去離子水先預(yù)壓20 min，然后降壓至0.1 MPa測定水通量。

2 結(jié)果與討論

2.1 CaCO3礦化膜的表征

MPPM表面CaCO3礦物層的制備過程如圖1所示。將經(jīng)過丙酮清洗的MPPM浸入一定濃度的多巴胺溶液中。在水溶液中，多巴胺發(fā)生自聚反應(yīng)，進(jìn)而黏附到MPPM表面形成聚多巴胺涂覆膜（MPPM-DPA）。將MPPM-DPA浸入氯化鈣溶液中，聚多巴胺分子鏈上的羥基會對Ca2+產(chǎn)生靜電吸引作用，將Ca2+集聚在MPPM-DPA上。再將帶有Ca2+的MPPM-DPA放入碳酸鈉溶液中，Ca2+與快速相遇生成CaCO3并在MPPM-DBA表面大量異相成核，隨著礦化循環(huán)次數(shù)的增加，核不斷生長，從而在膜表面形成CaCO3礦物層（MPPM-CaCO3）。

采用傅里葉紅外光譜儀對修飾過程中膜表面化學(xué)官能團(tuán)的變化進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖2所示。從圖可知，涂覆聚多巴胺后，在1600 cm-1和1510 cm-1處出現(xiàn)了苯環(huán)的碳骨架伸縮振動吸收峰；礦化修飾后，在871 cm-1處出現(xiàn)了的面外彎曲振動吸收峰。

圖2 膜的FTIR 譜圖

為了進(jìn)一步驗證礦化過程中膜表面化學(xué)成分的變化，采用XPS進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖3所示?？梢钥吹?，MPPM的圖譜僅在284eV處出現(xiàn)C1s的發(fā)射峰；聚多巴胺涂覆后，在533eV與399eV處新增了O1s和N1s的發(fā)射峰，對于聚多巴胺涂覆率為14.3%的膜，O和N元素的含量分別為16.81%和6.74%；進(jìn)行浸漬礦化后，膜在346eV和438eV處出現(xiàn)了Ca2p、Ca2s的發(fā)射峰，且隨著礦化率的增加，發(fā)射峰的強度逐漸增強，在礦化率為15.2%時，Ca元素的含量為2.72%，當(dāng)?shù)V化率增大到27.1%時，Ca元素的含量增加到3.96%。

圖3 膜的XPS 譜圖

采用ESEM考察了礦化前后膜表面形貌的變化。如圖4所示，MPPM表面分布著大量微孔；涂覆聚多巴胺后，膜表面微孔減少，但表面光滑，未出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象；礦化修飾后，在膜孔表面形成一均勻的礦物層，微孔進(jìn)一步減少。經(jīng)XPS分析證實該涂層由含鈣物質(zhì)組成（圖3）。結(jié)合FTIR、XPS、ESEM的分析結(jié)果，證實通過交替浸漬礦化法可成功地在MPPM表面負(fù)載碳酸鈣礦物層。為了考察膜表面礦化物的分布情況，采用EDX對膜進(jìn)行了分析?？紤]礦化物由碳酸鈣組成，鈣元素的分布可以代表礦化物的分布，因此重點考察鈣元素的分布，結(jié)果如圖4 (d)所示。圖中亮點分布的位置和密度對應(yīng)于膜表面鈣元素分布的位置和濃度，可以看出，碳酸鈣礦物在膜表面均勻分布。

圖4 膜表面掃描電鏡圖[(a)～(c)]和鈣元素分布圖(d)

2.2 制備條件對礦化率的影響

2.2.1 溶液濃度對礦化率的影響 從圖5可以看出，當(dāng)固定浸漬循環(huán)次數(shù)為10，多巴胺涂覆率為14.3%時，在考察的溶液濃度范圍內(nèi)，MPPM的礦化率隨著溶液濃度的增大而增大。當(dāng)溶液濃度為0.1 mol·L-1時，礦化率為5.21%，增大溶液濃度到0.5 mol·L-1時，礦化率增大到35.51%。這是因為溶液的濃度決定膜表面單位面積上能接觸到的離子數(shù)量，進(jìn)而影響礦物沉積過程。

圖5 溶液濃度對礦化率的影響

2.2.2 浸漬循環(huán)次數(shù)對礦化率的影響 從圖6可以看出，當(dāng)固定溶液濃度為0.2 mol·L-1，多巴胺涂覆率為14.3%時，隨著浸漬循環(huán)次數(shù)的增加，MPPM的礦化率也隨之增加。在浸漬循環(huán)次數(shù)為3時，礦化率為3.23%，當(dāng)循環(huán)次數(shù)增加到10時，礦化率增大到15.2%，繼續(xù)增加循環(huán)次數(shù)到20時，礦化率則繼續(xù)增大到23.83%。這是因為浸漬循環(huán)次數(shù)決定膜表面礦物的生長時間，隨著浸漬循環(huán)次數(shù)的增加，礦物生長時間延長，所以礦化率增加。

圖6 浸漬循環(huán)次數(shù)對礦化率的影響

2.2.3 聚多巴胺涂覆率對礦化率的影響 圖7顯示，當(dāng)固定浸漬循環(huán)次數(shù)為10，礦化液濃度為0.2 mol·L-1時，MPPM的礦化率隨聚多巴胺涂覆率的增加而增大。當(dāng)聚多巴胺涂覆率為7.42%時，礦化率為5.47%，增加聚多巴胺涂覆率到14.3%時，礦化率增加到15.2%。這是因為提高聚多巴胺涂覆率，被吸附的鈣離子增多，礦物負(fù)載量隨之增大。

圖7 聚多巴胺涂覆率對礦化率影響

2.3 礦化膜的表面親水疏油性

接觸角是表征材料表面親水性大小的重要判據(jù)之一。論文采用座滴法測量膜表面水接觸角，結(jié)果如圖8所示?？梢钥闯?，未經(jīng)修飾的MPPM表面親水性差，水接觸角達(dá)到140.5°，水滴很難黏附于膜上；涂覆聚多巴胺后，膜的水接觸角降到34.7°；進(jìn)一步礦化后，親水性得到明顯的改善，水滴能立即潤濕膜表面，并在數(shù)秒內(nèi)完全滲入膜中，以至于無法測得準(zhǔn)確的水接觸角數(shù)據(jù)。為了進(jìn)一步考察礦化膜的親水疏油性能，選用非極性的二氯甲烷為油液，采用座滴法測量膜的水下油接觸角，結(jié)果如圖9所示。油滴接觸到未經(jīng)修飾的MPPM時，立即在MPPM上鋪開，說明MPPM疏油性極弱；聚多巴胺涂覆膜，油接觸角為140.8°；礦化后，油接觸角進(jìn)一步增大，且隨礦化率的增大而增大。在礦化率為4.8%時，膜的油接觸角為146.3°，礦化率增大到20.3%時，膜的油接觸角增大到156.3°，說明礦化膜具有很強的疏油性能。

圖8 膜的水接觸角

圖9 膜的油接觸角

2.4 礦化膜的水通量

為了進(jìn)一步考察膜的親水化效果及滲透性能，研究考察了膜的水通量。實驗采用乙醇預(yù)浸法測試純水通量，即將膜先用乙醇潤濕10 min，再在0.12 MPa的水壓下滲透20 min，使存在于膜孔中的乙醇能夠被水完全置換，同時消除測試過程中膜的壓實效應(yīng)，最后在0.1 MPa下測定水通量。對比礦化前后膜的水通量[圖10 (a)]，發(fā)現(xiàn)礦化修飾后，膜的滲透性能得到明顯改善，在礦化率僅為4.8%時，膜的水通量就能從礦化前的4530 L·m-2·h-1提升到5400 L·m-2·h-1，且水通量隨礦化率的提高而增大，在礦化率提高到20.3%時，膜的水通量高達(dá)6450 L·m-2·h-1，但繼續(xù)增大礦化率，水通量反而降低。

圖10 膜的水通量

考慮到天然水的pH一般在6.5～8.5之間，研究測定了礦化膜在pH5～10范圍內(nèi)的水通量隨滲透時間的變化，結(jié)果如圖10 (b)所示。從圖可知，在pH5時，礦化膜的水通量隨時間的延長下降較快，從開始的5890 L·m-2·h-1下降到180 min的2954 L·m-2·h-1；當(dāng)水的pH≥7時，礦化膜的水通量下降得較為平緩，在0.1 MPa的水壓下持續(xù)沖刷180 min，水通量能保持在70%以上。這是因為礦化層是由難溶的CaCO3構(gòu)成，在酸性條件下，礦化層會與酸發(fā)生反應(yīng)而損失，因此在酸性條件下水通量隨時間的延長下降較快；但CaCO3在中性或堿性條件下溶解度較小，因此水通量比較穩(wěn)定。采用原子吸收光譜對礦物流失進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)滲透液中鈣離子的濃度在0.21～0.46 mg·L-1之間，濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界衛(wèi)生組織規(guī)定的軟水（40 mg·L-1）和飲用水（200 mg·L-1）的限定。對在pH7下測試后的膜進(jìn)行再礦化處理，并考察水通量恢復(fù)情況，結(jié)果如圖10 (c)所示。在0.1 MPa、pH7下連續(xù)滲透180 min，膜的水通量下降29.5%，但經(jīng)過5個循環(huán)的礦化后，礦化率可達(dá)16%左右，通量可恢復(fù)到原來的98.5%，且重復(fù)性很好。

將干膜直接置于模具內(nèi)，然后緩慢提高外壓，考察膜的水通量與施加外壓的關(guān)系，結(jié)果如圖10 (d)所示。對于MPPM，施加外壓至0.12 MPa，水仍無法透過膜；聚多巴胺涂覆后，施加外壓至0.06 MPa，水就可以透過膜；礦化修飾后，膜的滲透能力得到進(jìn)一步改善，且隨礦化率的提高而增強，如礦化率為10.9%的膜，施加外壓至0.04 MPa時，水就可以透過膜，當(dāng)?shù)V化率提高至20.3%時，水開始透過膜的外壓可降低至0.01 MPa。此外，在相同的外壓下，礦化膜的水通量均大于非礦化膜，表明礦化修飾確實可明顯改善MPPM的水滲透能力。

2.5 礦化膜的油水乳液分離性能

隨著油品的大量應(yīng)用，其帶來的污染也越來越多，尤其是對水環(huán)境的污染。含油污水有效分離技術(shù)的發(fā)展將會對水環(huán)境治理和水資源的再生利用發(fā)揮重要作用。傳統(tǒng)的油水分離技術(shù)包括絮凝、吸附、膜分離等。膜分離技術(shù)由于能耗低、可破乳等特點得到廣泛應(yīng)用。目前報道的油水分離膜基本為超濾膜，超濾膜由于孔徑小，水通量低（小于1000 L·m-2·h-1）、分離效率低，且膜的親水性弱，分離過程中易被油類及其他雜質(zhì)污染，很難清洗干凈[27]。

由于MPPM-CaCO3具有強的親水疏油性，嘗試用其進(jìn)行油水乳液分離。實驗用二氯甲烷、吐溫-80及水配制一系列的乳液，采用乙醇預(yù)浸法進(jìn)行分離測試，結(jié)果如圖11所示。從圖11 (a)可知，礦化膜能夠有效地分離油水乳液，水通量較大，如分離油水比例為1:100的乳液，在0.05 MPa外加壓力下，其水通量達(dá)1800 L·m-2·h-1以上，且水通量隨施加壓力的增大和油水乳液中油含量的減少而提高。對過濾后的膜用水漂洗并經(jīng)5個循環(huán)的礦化后繼續(xù)用于油水乳液分離。結(jié)果顯示[圖11 (b)]，水通量可恢復(fù)到原來的90%以上，且重復(fù)性很好，說明礦化后膜可以用水清洗并反復(fù)使用。

圖11 膜的油水乳液水通量

3 結(jié) 論

通過組合多巴胺氧化聚合修飾技術(shù)和仿生礦化修飾技術(shù)，能夠使CaCO3礦物均勻地負(fù)載到MPPM膜表面，賦予MPPM強的親水性和疏油性。膜的礦化率隨溶液濃度、浸漬循環(huán)次數(shù)及聚多巴胺涂覆率等礦化條件的調(diào)整而變化，可方便地進(jìn)行調(diào)控。制得的礦化膜具有強的水滲透能力，滲透阻力小，純水通量大，并能在一定范圍內(nèi)有效分離油水乳液，且易于清洗。本文建立的膜表面CaCO3礦化修飾法具有簡單有效、可控性強、環(huán)境友好、不影響基體材料等優(yōu)點，有望成為一種對疏水膜普適的表面親水化修飾方法。

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Surface mineralized modification of microporous polypropylenemembrane and its hydrophilic properties

FAN Rongyu, ZHENG Ximing, LI Binbin

(Key Laboratory of Green Chemical Technology of Fujian Province Universities, School of Ecology and Resource Engineering,Wuyi University, Wuyishan 354300, Fujian, China)

In order to improve the surface hydrophilicity of microporous polypropylene membrane (MPPM), a facile and effective method was developed to hydrophilizethe surface of MPPM using CaCO3mineral. This was achieved by dopamine oxypolymerization and alternate soaking mineralization (ASM). The resulted membranes were characterized with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), environmental scanning electron microscopy (ESEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and water contact angle. The influences of mineralization conditions, such as solution concentration, number of ASM and polydopamine-coating degree on CaCO3-based mineralization degree were investigated. The results confirmed that CaCO3mineral was dispersed uniformly on the surface of MPPM. Due to intrinsic wettability of CaCO3mineral, the mineralized membranes were superhydrophilic, and showed excellent water permeability with high pure water flux (up to 6450 L·m-2·h-1) and low membrane permeation resistance. Under the drive of external pressure of 0.01MPa, water could permeate through the mineralized membranes. The separation ability of the mineralized membrane for oil/water emulsion was also investigated. The mineralized membranes could separate a range of oil/water emulsions effectively with high water flux (＞1800 L·m-2·h-1), and could be easily cleaned by water,showing attractive potential for practical oil/water emulsion separation.

membranes; surface; separation; hydrophilicity; biomineralization; polypropylene; calcium carbonate

2014-08-26.

FAN Rongyu, fry902@163.com

10.11949/j.issn.0438-1157.20141286

O 63; TQ 028.8

A

0438—1157（2015）02—0626—09

福建省自然科學(xué)基金項目（2014J01056，2012D130）；福建省教育廳科技計劃項目（JA12326）。

2014-08-26收到初稿，2014-10-06收到修改稿。

聯(lián)系人及第一作者：范榮玉（1970—），女，碩士，副教授。

supported by the Natural Science Foundation of Fujian Province (2014J01056, 2012D130) and the Science and Technology Foundation of the Education Department of Fujian Province (JA12326).