Page 214 - 《精细化工》2021年第12期

·2576· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

2.1.2 SEM 表征 拉津的化学结构如下所示。
图 3A 和 B 分别为 CMPSF 膜和接枝膜 PSF-g-
PSSS 的横截面 SEM 图。从图 3 可以看出：无论是
CMPSF 微滤膜还是 PSF-g-PSSS 膜，都是典型的不
对称膜，这也是浸没沉淀相转化法制得多孔膜的特
点 [16] ，它们由致密的表皮层和含有指状孔隙的大孔

隙支撑结构组成；从图 3A 可以清楚地发现，CMPSF 在酸性溶液中，莠灭净、扑草净和阿特拉津 3
膜的表层非常薄；PSF-g-PSSS 膜的表皮层厚度大幅
种三嗪除草剂中的 N 原子容易质子化而带正电，而
增加，这是 SSS 接枝聚合的结果。此时，PSF-g-PSSS –
PSF-g-PSSS 膜上的—SO 3 带负电荷。因此，凭借静
膜的表面层由 CMPSF 膜的皮层和 PSSS 的接枝层 电相互作用，三嗪类除草剂分子会被吸附在 PSF-
组成。 g-PSSS 微滤膜表面。PSF-g-PSSS 膜凭借—SO 3 与莠
–

灭净分子的 N 质子化形成静电相互作用的模型如图
5 所示。

图 3 CMPSF（A）和 PSF-g-PSSS（B）的横截面 SEM 图
Fig. 3 SEM images of cross section of CMPSF (A) and
PSF-g-PSSS (B)

2.2 PSF-g-PSSS 膜对三嗪类除草剂的吸附性能
2.2.1 吸附等温线和机理
在 25 ℃和 pH 为 3 的条件下分别进行了微孔滤
膜 CMPSF 和 PSF-g-PSSS 膜对三嗪类除草剂莠灭
净、扑草净和阿特拉津的等温吸附实验，结果见
图 4。
图 5 PSF-g-PSSS 对莠灭净分子的吸附模型
Fig. 5 Adsorption model of PSF-g-PSSS for triazine herbicide
molecules

从图 4 可以看出，PSF-g-PSSS 微滤膜对 3 种三
嗪类除草剂的吸附能力从大到小顺序为莠灭净>扑
草净>阿特拉津。这是由 3 种三嗪类除草剂结构不同
所引起的。阿特拉津的三嗪环上有一个 Cl 原子作为
替代基团，莠灭净和扑草净的三嗪环上的替代基团
为 S 原子（甲基硫代）。Cl 原子比 S 原子具有更强
的吸电子能力。因此，Cl 原子的诱导作用使得阿特

+
图 4 PSF-g-PSSS 和 CMPSF 对 3 种三嗪类除草剂的吸附 拉津的 N 原子对 H 的结合力比莠灭净和扑草净的 S
等温线 原子弱，导致阿特拉津的 N 原子的正电性较弱。因
Fig. 4 Adsorption isotherms of three triazine herbicides by 此，PSF-g-PSSS 膜对阿特拉津的吸附容量最低。在
PSF-g-PSSS and CMPSF
莠灭净的分子中，两个胺基分别与一个异丙基和一
从图 4 可以看出，CMPSF 微滤膜作为基膜，对 个乙基相连。然而，在扑草净分子中，两个胺基分
3 种除草剂均无吸附能力。然而，PSF-g-PSSS 膜对 别与一个异丙基相连。由于扑草净具有较大的位阻，
三嗪类除草剂均表现出较强的吸附能力，PSF-g- 使得扑草净的一个胺基的质子化作用弱于莠灭净，从
2
PSSS 对莠灭净饱和吸附量达到 0.182 μmol/cm 。 而导致扑草净的吸附容量低于莠灭净的吸附容量。
PSF-g-PSSS 对三嗪类除草剂具有较强的吸附能力 2.2.2 pH 对 PSF-g-PSSS 膜吸附三嗪类除草剂性能
– 的影响
是由于三嗪类除草剂分子与 PSF-g-PSSS 膜上—SO 3
形成较强的静电相互作用。莠灭净、扑草净和阿特 图 6 为 PSF-g-PSSS 膜对莠灭净、扑草净和阿特