Page 212 - 《精细化工》2021年第12期
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·2574· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
类除草剂对生物有多种不良影响，包括致癌、内分
泌失调、神经内分泌紊乱、生长干扰或水生生态系
统失衡等 [4-5] 。尤其莠灭净是水溶性的且有剧毒，土
壤胶体对其吸附较少而进入地下水会引起水生生物
[6]
污染 。因此，为了最大限度地减少农药残留，吸
附、沉淀、过滤、光催化降解和各种氧化过程被使
用 [7-9] 。然而，这些传统方法都有其自身的局限性。
因此，需要开发更有效的方法去除水中残留的莠灭净
等三嗪类除草剂。
膜技术是一种成熟的技术，因其稳定性高、效
率高、能耗低、易于放大和环境友好等优点在废水
处理中得到广泛应用 [10] 。然而，对于一般的商业孔
膜，包括微滤、超滤和纳滤膜的分离功能仅仅是基
于筛分机制或尺寸排斥效应，因此，选择性地截留
或去除比孔尺寸小的小分子物质仍是非常困难的。
三嗪类除草剂的相对分子质量小于 250，直径小于
0.8 nm [11] 。即使使用孔径为 1~2 nm 的纳滤膜完全截
留和去除三嗪类除草剂也是非常困难的 [12] 。因此， 1 实验部分
要解决这一问题，实现膜法去除水体中农药残留，
需要设计和开发功能性多孔膜。目前，一些研究人 1.1 试剂与仪器
员正试图对纳滤膜进行改性，获得纳米复合膜 [13] ， PSF（工业级，上海塑料工业联合公司曙光化
但是鲜见报道。 工厂，M r = 67000）；CMPSF（自制 [16] ，氯含量为 2
在微滤、超滤和纳滤 3 种压力驱动的多孔膜中， mmol/g）；乙二胺（化学纯，龙溪化学试剂有限公司）；
微滤膜因孔径较大(0.1~10 μm)，具有最大的流量和 SSS（化学纯，上海康拓试剂有限公司）；过硫酸铵
最低的能耗，在农药去除中备受关注 [14] 。然而，传 （Aps，化学纯，国药集团化学试剂有限公司）。
统微滤膜是凭借尺寸截留机制实现农药去除。因 Perkin-Elmer1700 红外光谱仪（美国 Perkin-Elmer
此，若将功能聚合物接枝至微滤膜上制得接枝微滤 公司）；LEO-438vp 扫描电子显微镜（英国 LEO 公
膜，凭借非共价键该膜可对除草剂产生强的分子间 司）；Unic-2602 紫外-可见分光光度计（上海 Unic
相互作用而将除草剂截留去除，以实现高效截留比 公司）。
膜孔尺寸小的分子，且除草剂溶液流经膜保持高的 1.2 接枝微滤膜 PSF-g-PSSS 的制备
流量，在膜的回收过程中通过破坏非共价键即可回 1.2.1 氯甲基化微滤膜改性为氨基化膜
收利用膜，提高膜的重复使用性。聚砜（PSF）膜 用浸没沉淀相转化法制备厚度为 200 μm、孔径
因其优异的热、机械性能和耐化学腐蚀性能而被广 范围为 0.1~1.0 μm 的微滤膜 CMPSF [16] ，将 CMPSF
泛应用于膜分离领域 [15] 。对苯乙烯磺酸钠（SSS） 加入 50 mL 浓度为 0.011 mol/L 的乙二胺乙醇溶液
是一种常用的价廉易得的阴离子功能单体。本文采 中，于 25 ℃下进行亲核取代反应 1 h，得到氨基化
用表面引发体系，（1）用乙二胺对氯甲基化聚砜 PSF 膜（AMPSF）。化学分析法 [17] 测定 AMPSF 膜上
2
（CMPSF）微滤膜进行氨基化改性，得到表面含有 氨基的含量为 19.9 μmol/cm 。
大量氨基的氨化（AMPSF）膜；（2）在膜与溶液的 1.2.2 接枝微滤膜 PSF-g-PSSS 的制备
2–
界面处，—NH 2 /S 2 O 8 表面引发体系形成（膜表面的 将 0.1 g AMPSF 浸泡在盛有 70 mL V(H 2 O)∶
氨基与引发剂过硫酸铵）；（3）膜表面产生大量的 V(甲醇)∶V(DMF)=2∶2∶3 混合溶剂的四口瓶中溶
自由基引发功能单体 SSS 在 PSF 膜表面接枝聚合， 胀 2 h，加入 6.4 g 功能单体 SSS，通 N 2 0.5 h 后升
从而形成接枝微滤膜 PSF-g-PSSS。再通过等温吸附 温至 70 ℃，将 0.16 g 引发剂过硫酸铵溶于少量水
实验和渗透实验，研究 PSF-g-PSSS 膜对 3 种三嗪 后加入四口瓶中，N 2 氛围下持续搅拌 10 h，SSS 接
类除草剂的吸附和截留去除性能。该工作为利用功 枝聚合至 AMPSF 膜上。反应结束后，用 V(甲醇)∶
能膜去除水中的农药残留提供了一条新的途径，以 V(水)=7∶3 混合溶剂对膜进行浸泡和反复洗涤，以
期用于水中三嗪类除草剂的高效去除。反应式如下 去除物理附着在膜表面的聚合物。将得到的膜真空
所示。 干燥，制得接枝微滤膜 PSF-g-PSSS。
