Page 215 - 《精细化工》2021年第12期

第 12 期 门吉英，等: 接枝微滤膜 PSF-g-PSSS 的制备及用于高效截留水中三嗪类农药 ·2577·

拉津的饱和吸附量（Q m ）随 pH 变化的曲线。 膜时，渗透液在 0~1.6 L 内，3 种三嗪类除草剂渗透
液质量浓度接近于零。说明在此渗透流体体积范围
内，PSF-g-PSSS 膜通过静电吸附作用几乎完全截留
了三嗪类除草剂，水中所含除草剂基本被去除。这
说明 PSF-g-PSSS 膜是一种功能性微滤膜，对三嗪类
除草剂具有良好的截留和去除性能。随着莠灭净渗
透溶液体积增加到 2.5 L，扑草净和阿特拉津渗透溶
液体积增加到 2.0 L，除草剂的质量浓度突然上升，
说明除草剂分子在 PSF-g-PSSS 膜上的吸附开始趋
于饱和，PSF-g-PSSS 膜对除草剂分子的抑制能力减
弱。对比 3 种除草剂，莠灭净分子更容易被截留，

图 6 pH 对 PSF-g-PSSS 吸附 3 种除草剂效果的影响 扑草净居中，阿特拉津的截留程度最小。这一规律
Fig. 6 Effect of pH on adsorption capacities of PSF-g-PSSS 与上述 3 种除草剂吸附容量的顺序一致。
for three triazineherbicides

从图 6 可以看出，3 种三嗪类除草剂在 PSF-g-
PSSS 微滤膜上的吸附量有一个共同的变化规律。当
pH 较低时，饱和吸附量随 pH 的增加而增加，但在
达到最大值后，饱和吸附量又下降。莠灭净、扑草
净和阿特拉津最大吸附量对应的 pH 分别为 4、3 和
3。这表明三嗪类除草剂分子的质子化 N 原子与
–
PSF-g-PSSS 膜上的—SO 3 之间的静电相互作用受 pH
+
影响很大。在 pH 较低时，溶液中含有较多的 H ，
–
+
H 会与 PSF-g-PSSS 膜上—SO 3 产生静电相互作用，
–
+
严重地抑制三嗪类除草剂分子 N 和—SO 3 之间的相
互作用，导致吸附能力较低。随着溶液 pH 的增加，
这种抑制作用减弱，饱和吸附量增加。然而，随着
pH 的继续升高，三嗪类除草剂分子 N 原子的质子
化程度降低，与 PSF-g-PSSS 膜之间的静电相互作用
减弱，导致在较高 pH 时吸附能力下降 [19] ，从而在
图 6 的曲线上出现拐点。这些拐点对应于三嗪类除
草剂分子的质子化 N 原子与 PSF-g-PSSS 膜上的
–
—SO 3 之间最强的静电相互作用，拐点处三嗪类除草
剂的吸附能力最大。同时，图 6 显示出吸附量从大
图 7 3 种除草剂的渗透溶液质量浓度（a）和截留率（b）
到小的顺序为：莠灭净>扑草净>阿特拉津，与图 4 随渗透溶液体积的变化曲线
中的结果一致。 Fig. 7 Variation curves of concentrations of three
2.3 PSF-g-PSSS 膜对三嗪类除草剂的截留性能 triazineherbicides in permeation solutions (a) and
rejection rate (b) with volume of permeation
三嗪类除草剂的渗透溶液质量浓度和截留率随 solutions
渗透溶液体积的变化见图 7。
从图 7a 可以看到，当莠灭净溶液通过 CMPSF 微 图 7b 中的截留率曲线再次展示了 PSF-g-PSSS
滤膜时，莠灭净溶液的渗透液质量浓度立即达到 膜对三嗪类除草剂的截留性能。由图 7b 可知，
1.0 mg/L，表明 CMPSF 微滤膜从根本上不具有对莠 CMPSF 微滤膜对莠灭净的截留率几乎为零，说明
灭净分子的截留能力。其原因是 CMPSF 微滤膜具 CMPSF 微滤膜对三嗪类除草剂没有截留能力。而采
有较大的孔，对莠灭净分子没有筛选作用。CMPSF 用 PSF-g-PSSS 膜时，在渗透液体积为 0~1.6 L 范围
微滤膜的孔径范围为 0.1~1 μm，而三嗪的分子直径 内，3 种除草剂的截留率接近 100%，说明在该体积
约为 0.8 nm。很明显，莠灭净分子可以很好地通过 范围内质量浓度为 1.0 mg/L 的 3 种除草剂被完全去
CMPSF 微滤膜。 除。再次证明了 PSF-g-PSSS 膜对水中三嗪类除草剂
然而，当三嗪类除草剂溶液通过 PSF-g-PSSS 具有较强的去除性能。当莠灭净渗透液体积增大到