Nghiên cứu trùng hợp ghép quang hóa biến tính bề mặt màng lọc Polyamit và đánh giá một số đặc tính của màng : Luận văn ThS. Hóa học: 60 52 03 01

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
LỜI CẢM ƠN

...............................

Tr
ước tiên, tôi xin gửi lờiNGUYỄN
cảm ơn sâuTHỊ
sắc MINH
tới PGS.PHƯƠNG
TS. Trần Thị Dung, ThS. Ngô
Hồng Ánh Thu đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện
khóa luận này.
T

NGHIÊN
CỨU
TRÙNG
HỢP
QUANG
ôi xin
chân thành cảm
ơn các
thầy cô, các
anh chịGHÉP
và các bạn
công tác tạiHÓA
phòng thí
nghiệm Nghiên cứu màng lọc, phòng thí nghiệm Hóa môi trường, Bộ môn Công

BIẾN TÍNH BỀ MẶT MÀNG LỌC POLYAMIT VÀ

nghệ Hóa học – Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN

ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA MÀNG

đã động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện khóa luận.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 28 tháng 05 năm 2014

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Sinh viên

Phạm Thị Hậu

Hà Nội - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
...............................

NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG

NGHIÊN CỨU TRÙNG HỢP GHÉP QUANG HÓA
BIẾN TÍNH BỀ MẶT MÀNG LỌC POLYAMIT VÀ
ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA MÀNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
Mã số: 60520301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Trần Thị Dung

Hà Nội -2015


LỜI CẢM ƠN
Luận văn tốt nghiệp đề tài: “Nghiên cứu trùng hợp ghép quang hóa biến tính
bề mặt màng lọc polyamit và đánh giá một số đặc tính của màng” được thực hiện
tại Phòng thí nghiệm Màng lọc, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên- ĐHQG Hà Nội.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Trần Thị Dung và NCS.ThS. Ngô Hồng
Ánh Thu, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi
trong quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin cảm ơn Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc Gia
NAFOSTED đã hỗ trợ kinh phí cho nghiên cứu này, trong khuôn khổ đề tài NCCB
mã số 104.02-2013.42.
Tôi xin cảm ơn các bạn trong phòng thí nghiệm màng lọc đã giúp đỡ tôi
trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2015

HỌC VIÊN

Nguyễn Thị Minh Phương


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................. 2
1.1. Giới thiệu chung về màng lọc và phương pháp tách bằng màng .............. 2
1.1.1. Các quá trình màng dùng động lực áp suất ................................................ 2
1.1.2. Cơ chế tách qua màng ................................................................................. 4
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách qua màng ................................ 5
1.1.4. Hiện tượng fouling (tắc màng) và các yếu tố ảnh hưởng .......................... 7
1.2. Biến tính bề mặt màng lọc ............................................................................ 8
1.2.1. Giảm thiểu fouling bằng phương pháp biến tính bề mặt màng ................ 8
1.2.2. Các phương pháp biến tính bề mặt màng lọc ............................................. 10
1.2.3. Trùng hợp ghép quang hóa bề mặt màng lọc dưới bức xạ tử ngoại ......... 12
1.2.3.1. Trùng hợp ghép quang UV từ trên xuống .................................................. 13
1.2.3.2. Trùng hợp ghép quang UV từ dưới lên ...................................................... 13
1.3. Màng lọc compozit polyamit .......................................................................... 15
1.4. Axit humic ....................................................................................................... 16
1.5. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận văn ........................................... 17
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 18
2.1. Hóa chất, dụng cụ, và thiết bị ....................................................................... 18
2.1.1. Hóa chất ........................................................................................................ 18
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị ....................................................................................... 18


2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 20

2.2.1. Trùng hợp ghép quang hóa biến tính bề mặt màng .................................. 20
2.2.2. Đánh giá đặc tính màng lọc ......................................................................... 22
2.2.2.1. Đánh giá tính năng lọc của màng ............................................................ 22
2.2.2.2. Đánh giá đặc tính bề mặt của màng .......................................................... 24
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ........................ 27
3.1. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ axit humic trong nước ............ 27
3.2. Trùng hợp ghép biến tính bề mặt màng BW30 với poly(etylen)glycol ..... 28
3.2.1. Đặc tính bề mặt màng trùng hợp ghép với PEG ......................................... 28
3.2.1.1. Phổ hồng ngoại phản xạ ............................................................................. 28
3.2.1.2. Ảnh chụp AFM ............................................................................................ 31
3.2.1.3. Độ thấm nước của màng ............................................................................. 32
3.2.2. Tính năng lọc tách axit humic...................................................................... 33
3.2.2.1. Ảnh hưởng của thời gian trùng hợp ghép PEG dưới bức xạ UV ............... 36
3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ PEG ..................................................................... 37
3.2.1.3. Khả năng chống tắc (antifouling) ............................................................... 39
3.3. Trùng hợp ghép quang hóa biến tính bề mặt màng với axit acrylic .......... 41
3.3.1. Đặc tính bề mặt màng ................................................................................... 41
3.2.2.1. Phổ hồng ngoại phản xạ ............................................................................ 41
3.3.1.2. Ảnh chụp AFM ............................................................................................ 43
3.3.1.3. Độ thấm nước của màng ............................................................................. 44
3.3.2. Tính năng lọc tách axit humic...................................................................... 45


3.3.2.1. Ảnh hưởng của thời gian trùng hợp ghép AA dưới bức xạ UV ................... 46
3.3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch AA ....................................................... 48
3.2.2.3. Khả năng chống tắc (antifouling) ............................................................... 49
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 52
PHỤ LỤC .............................................................................................................. 56

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Giới hạn tách của các loại màng lọc dùng động lực áp suất .............. 4
Hình 1.2. Cấu tạo màng compozit lớp mỏng ........................................................ 16
Hình 1.3. Phản ứng trùng hợp qua bề mặt phân giới tạo màng TFC.................. 17
Hình 2.1. Sơ đồ thiết bị lọc màng Osmonic .......................................................... 20
Hình 2.2. Sơ đồ hệ thiết bị trùng hợp ghép quang hóa bề mặt màng ................... 21
Hình 3.1. Đường chuẩn xác định hàm lượng axit humic (đo UV) ..................... 27
Hình 3.2. Đường chuẩn xác định hàm lượng axit humic (đo TOC) ................... 27
Hình 3.3. Phổ hồng ngoại phản xạ của màng BW30 (unmodified) và màng trùng
hợp ghép PEG600 trong các khoảng thời gian khác nhau (a) UV 1 phút, (b) UV 3
phút, (c) UV 5 phút, (d) UV 7 phút và (e) UV 10 phút ......................................... 29
Hình 3.4. Phổ hồng ngoại phản xạ của màng nền BW30 và các màng trùng hợp
ghép sử dụng các dung dịch PEG600 nồng độ (f) 10 g/L, (g) 20 g/L, (h) 30 g/L,
(i) 40 g/L và (k) 50 g/L .......................................................................................... 30
Hình 3.5. Ảnh chụp AFM bề mặt màng BW30 và màng BW30- PEG .............. 31
Hình 3.6. So sánh độ thấm nước (Jw/Jwo) của màng BW30 và các màng trùng
hợp ghép với PEG ................................................................................................. 32
Hình 3.7. Tính năng tách lọc AH của màng BW30 và một số màng biến tính
bằng trùng hợp ghép bề mặt với PEG .................................................................... 34
Hình 3.8. Lượng AH bị hấp phụ trên bề mặt màng sau khi lọc ........................... 35
Hình 3.9. Bề mặt màng sau khi lọc dung dịch AH ............................................... 35
Hình 3.10. Ảnh hưởng của thời gian trùng hợp ghép PEG dưới bức xạ UV ...... 36


Hình 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch PEG ............................................ 38
Hình 3.12. Mức độ duy trì năng suất lọc theo thời gian của màng ...................... 40
Hình 3.13. Hệ số FRw của màng BW30 và màng trùng hợp ghép với PEG ....... 40
Hình 3.14. Phổ hồng ngoại phản xạ của màng BW30 và màng trùng hợp ghép
với AA: (a) 1min, (b) 3min, (c) 5min, (d) 10 g/L, (e) 30 g/L and (f) 50 g/L .......... 42

Hình 3.15. Ảnh chụp AFM bề mặt màng BW30 màng trùng hợp ghép với AA .. 43
Hình 3.16. So sánh độ thấm nước của màng BW30 và các màng BW30-AA ..... 44
Hình 3.17. Tính năng lọc tách AH của màng BW30 và một số màng BW30-AA 45
Hình 3.18. So sánh lượng AH bị hấp phụ trên bề mặt màng sau khi lọc ............ 46
Hình 3.19. Ảnh hưởng của thời gian trùng hợp ghép AA dưới bức xạ UV ........ 47
Hình 3.20. Ảnh hưởng của nồng độ axit acrylic trong dung dịch ........................ 48
Hình 3.21. So sánh mức độ duy trì năng suất lọc theo thời gian của màng ....... 49
Hình 3.22. Hệ số FRw của màng BW30 và màng trùng hợp ghép với AA .......... 50


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. So sánh giữa vi lọc, siêu lọc, lọc nano, thẩm thấu ngược .................. 4
Bảng 3.1. Độ thô nhám bề mặt màng trước và sau khi trùng hợp ghép với PEG 31
Bảng 3.2. Giá trị góc thấm ướt của màng BW30 và màng BW30-PEG ............... 32
Bảng 3.3. Độ thô nhám bề mặt màng trước và sau khi trùng hợp ghép với AA .. 43
Bảng 3.4. Giá trị góc thấm ướt của màng BW30 và màng BW30-AA ................. 44


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Chữ đầy đủ

AA

Axit Acrylic

AH

Axit Humic

PA

Polyamit

PEG

Poly(etylen)glycol

TOC

Total Organic Carbon

TFC

Thin Film Composite

UV

Ultra Visible


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

MỞ ĐẦU
Màng lọc là loại vật liệu được sử dụng cho quá trình tách các hỗn hợp đồng
thể hoặc dị thể. Màng lọc được đặt giữa hai pha – pha đi vào và pha thấm qua, tùy
thuộc loại màng sử dụng, màng có khả năng tách được các cấu tử có kích thước
khác nhau, từ cỡ hạt tới ion. Kỹ thuật lọc màng có nhiều ưu điểm trong sản xuất

nước sạch và xử lý nước ô nhiễm, nước sau khi xử lý bằng màng có thể tái sử dụng,
không phát sinh chất thải thứ cấp.
Xuất phát từ nhu cầu và đối tượng lọc khác nhau ngày càng đa dạng, các loại
màng lọc cũng như phương pháp chế tạo màng được liên tục nghiên cứu và cải tiến,
nhằm nâng cao tính năng tách và hiệu quả của các quá trình màng.
Bên cạnh việc nghiên cứu chế tạo vật liệu màng lọc mới thì việc nghiên cứu
biến tính bề mặt vật liệu màng sẵn có cũng là một vấn đề đã và đang thu hút được
nhiều quan tâm, do những ưu điểm của phương pháp này. Việc biến tính bề mặt
màng có thể làm thay đổi các đặc tính bề mặt như tính ưa nước, độ thô nhám hay
điện tích bề mặt vv..., làm tăng năng suất lọc và khả năng chống tắc mà không làm
thay đổi tính chất hay cấu trúc bên trong của vật liệu màng.
Trong đề tài luận văn “Nghiên cứu trùng hợp ghép biến tính bề mặt màng
lọc polyamit và đánh giá một số đặc tính của màng “, bề mặt màng lọc composit
polyamit Filmtec BW30 được nghiên cứu biến tính bằng phương pháp trùng hợp
ghép quang hóa với poly(etylen)glycol và axit acrylic, dùng phương pháp ngâm
chìm dưới bức xạ UV. Ảnh hưởng của quá trình trùng hợp ghép đến một số đặc tính
của màng được đánh giá và so sánh, với đối tượng lọc tách là axit humic trong
nước.

Nguyễn Thị Minh Phương

1

K24 – Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về màng lọc và phương pháp tách bằng màng

1.1.1. Các quá trình màng dùng động lực áp suất [11, 20]
Các quá trình màng động lực áp suất chủ yếu gồm: vi lọc, siêu lọc, lọc nano,
thẩm thấu ngược. Việc phân chia các quá trình màng dựa theo kích thước lỗ của
màng và cũng chỉ mang tính tương đối. Sản phẩm của quá trình lọc màng gồm hai
phần: dịch lọc và dịch lưu giữ. Quá trình màng có thể sử dụng để làm sạch dung
môi hay làm đậm đặc một dung dịch hoặc phân tách một hỗn hợp.
Màng vi lọc
Màng vi lọc có thể là màng đối xứng hoặc bất đối xứng, kích thước lỗ màng
trong khoảng 0.05 đến 10 m. Vật liệu để chế tạo màng là các loại polyme như
PTFE, teflon, PVDF, PP, PE, PES,… hoặc vật liệu vô cơ như Al2O3, ZrO2, TiO2 .
Màng vi lọc (MF) dùng để loại bỏ các thành phần có kích thước tương đối lớn như
chất lơ lửng, mảnh tế bào...Màng vi lọc thường được dùng để lọc làm sạch nước
đơn giản ở các công đoạn cuối, lọc nước ép trái cây, sữa, rượu vang, bia và dược
phẩm. Màng vi lọc có thể làm việc ở áp suất tương đối thấp, từ 1 đến 5 bar.
Màng siêu lọc
Siêu lọc (UF) là quá trình dùng để lọc tách các thành phần có kích thước nhỏ
hơn so với vi lọc như dầu, hydroxit kim loại, chất keo, nhũ tương, vi khuẩn, các
phân tử lớn trong nước và dung dịch. Màng siêu lọc có kích thước lỗ bề mặt phổ
biến trong khoảng từ 10 đến 100 nm. Vật liệu chế tạo màng là một số loại polyme
như polysulfone, Polyethersulfone, Poly(vinylidende flouride), Polyacrylonitrile,
cellulose acetate, Polyimit … Ngoài ra, một số vật liệu vô cơ (ceramic) cũng được
sử dụng để chế tạo màng siêu lọc, đặc biệt là Al2O3 và ZrO2. Màng siêu lọc còn
được dùng làm lớp đỡ cho màng composite dùng trong thẩm thấu ngược, lọc nano,
tách khí. Màng UF được ứng dụng trong lọc dầu, nước ép trái cây, sữa, sơn, dược

Nguyễn Thị Minh Phương

2

K24 - Kỹ thuật Hóa học

Luận văn Thạc sĩ Khoa học

phẩm, rượu bia, nước giải khát ... Màng siêu lọc còn có ứng dụng trong xử lý nước
thải của các ngành công nghiệp mạ điện, công nghiệp dệt nhuộm, công nghiệp giấy,
công nghiệp sản xuất nước sạch và siêu sạch.
Màng lọc Nano
Màng lọc Nano ( NF ) có kích thước lỗ nhỏ hơn 2nm, thường được sử dụng
để loại bỏ các muối tan, các chất hữu cơ khối lượng phân tử thấp, có thể loại bỏ
virus và hầu hết các hợp chất hữu cơ tự nhiên (NOM) trong nước. Các màng NF
thường được dùng cho quá trình khử muối nước lợ, làm mềm nước cứng, loại bỏ
thuốc trừ sâu, tách loại phẩm nhuộm, tách loại axit humic và các chất hữu cơ tự
nhiên tan trong nước.
Màng thẩm thấu ngược
Màng thẩm thấu ngược ( RO ) có kích thước lỗ vô cùng nhỏ, khoảng 0.0001
micron. Màng RO được chia làm ba loại chính: desalination dùng cho tách nước
ngọt từ nước biển, nước lợ, tách muối trong dung dịch nước nồng độ 0.5 đến 5 wt%;
nanofiltration dùng cho tách loại muối trong nước có nồng độ 200- 5000 ppm;
hyperfiltration thường dùng để tách các chất tan trong dung môi hữu cơ. Ngoài việc
loại bỏ tất cả các chất hữu cơ và virus, màng RO có khả năng loại bỏ được hầu hết
các ion, các khoáng chất có trong nước. Màng RO được ứng dụng phổ biến trong
khử muối, khử mặn, khử khoáng để sản xuất nước tinh khiết với tính kinh tế cao
hơn nhiều so với phương pháp chưng cất.
Từ vi lọc, siêu lọc, lọc nano tới thẩm thấu ngược, kích thước tiểu phân có thể
được lưu giữ bởi màng giảm dần, trở khối của màng tăng dần, do đó động lực áp
suất của quá trình tăng dần. So sánh sự khác nhau giữa các loại màng được đưa ra ở
Bảng 1.1. Giới hạn tách của các loại màng dùng động lực áp suất được biểu diễn
trong Hình 1.1.

Nguyễn Thị Minh Phương

3

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

Bảng 1.1. So sánh giữa vi lọc, siêu lọc, lọc nano, thẩm thấu ngược
Vi lọc

Siêu lọc

Lọc nano

Thẩm thấu ngược

Loại màng

Đối xứng

Bất đối xứng

Bất đối xứng

Bất đối xứng

Vật liệu

Polyme, sợi Polymer,
gốm….
gốm…

Polyme

Polyme

Kích thước

0.05-10 µm

10-100 nm

< 2 nm

Vô cùng nhỏ

Áp suất (P)

< 2 bar

< 10 bar

15-25 bar

> 25 bar

Sàng lọc

Hòa tan
khuếch tán

Thấm khuếch tán

Cơ chế tách Sàng lọc
Ứng dụng

Lọc trong, Lọc tách (thực Làm
ngọt Làm ngọt nước
lọc tách
phẩm,
dược nước lợ, làm mặn, làm sạch
phẩm, y tế..)
sach nước ô nước ô nhiễm….
nhiễm…

Hình 1.1. Giới hạn tách của các loại màng lọc dùng động lực áp suất
1.1.2. Cơ chế tách qua màng
Thuyết sàng lọc
Thuyết này cho rằng màng gồm nhiều mao quản có kích thước lỗ xác định.
Cấu tử nào có kích thước bé hơn kích thước mao quản thì sẽ vận chuyển qua màng,

Nguyễn Thị Minh Phương

4

K24 - Kỹ thuật Hóa học

Luận văn Thạc sĩ Khoa học

còn cấu tử có kích thước lớn hơn thì bị giữ lại. Thuyết này chỉ phù hợp để giải thích
cho các quá trình siêu lọc và vi lọc.
Thuyết hòa tan khuếch tán
Thuyết này cho rằng dưới động lực áp suất cao, dung môi và chất tan đều
khuếch tán qua màng. Các phân tử sau khi thẩm thấu vào màng sẽ khuếch tán,
nhưng dòng khuếch tán chất tan và dòng khuếch tán dung môi khác nhau về tốc độ,
tốc độ này tỉ lệ với hệ số khuếch tán của chúng trong màng. Hệ số khuếch tán của
dung môi càng lớn và của chất tan càng nhỏ thì quá trình tách càng hiệu quả. Thuyết
này cho thấy ảnh hưởng của vật liệu tạo màng đến hiệu quả tách.
Thuyết mô hình mao quản
Thuyết này cho rằng màng bán thấm được cấu tạo từ nhiều mao quản, trên
bề mặt màng bán thấm và trong ống mao quản hình thành một lớp nước liên kết hấp
phụ. Do tác dụng của các lực hoá lý, lớp nước hấp phụ này đã mất đi một phần hay
toàn bộ khả năng hoà tan chất tan, vì thế nó không cho chất tan đi qua các ống mao
quản. Nếu các ống mao quản có đường kính đủ nhỏ hơn hai lần chiều dày lớp nước
liên kết hấp phụ thì màng chỉ cho nước tinh khiết đi qua.
Thuyết hòa tan khuếch tán và mô hình mao quản có thể dùng để giải thích
cho các quá trình lọc nano và thẩm thấu ngược.
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách qua màng
Sự phân cực nồng độ
Sự phân cực nồng độ là hiện tượng tăng nồng độ chất tan trên bề mặt màng
do dung môi vận chuyển được qua màng còn chất tan bị giữ lại. Hiện tượng này làm
cho lưu lượng của màng giảm xuống trong quá trình tách. Khi sự phân cực nồng độ
lớn thì chất tan có thể kết tủa trên bề mặt màng, đồng thời làm tăng vọt áp suất thẩm
thấu, do đó hiệu quả tách của màng giảm đi nhiều.

Nguyễn Thị Minh Phương

5

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

Có nhiều cách có thể dùng để làm giảm sự phân cực nồng độ trên bề mặt
màng như: cho dung dịch trượt trên bề mặt màng với tốc độ lớn hoặc tạo dòng xoáy.
Đối với thiết bị phòng thí nghiệm có thể tạo ra dao động rung hoặc khuấy để làm
mất đi sự phân cực nồng độ trên bề mặt màng.
Ảnh hưởng của áp suất làm việc
Áp suất làm việc ảnh hưởng nhiều đến quá trình tách bằng màng. Đối với
quá trình tách qua màng thẩm thấu ngược, khi áp suất tăng, lúc đầu lưu lượng lọc và
độ lưu giữ đều tăng nhưng khi đạt đến một áp suất nào đó thì độ lưu giữ R hầu như
không thay đổi, trong khi lưu lượng lọc vẫn tăng theo áp suất. Tuy nhiên, chỉ nên
tăng áp suất tới một giá trị xác định, để bảo vệ màng và thiết bị.
Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch tách
Trong dung dịch chất tan được sonvat hóa (hay còn gọi là hydrat hoá khi
dung môi là nước). Các ion chất tan được bao bọc bởi hai lớp vỏ hydrat hóa gần và
hydrat hóa xa. Hydrat hóa gần là sự tương tác giữa chất tan với các phân tử nước ở
gần nó, liên kết này khá bền nên các phân tử nước không chuyển động tự do mà gắn
liền với ion chất tan. Do tương tác tĩnh điện nên các phân tử nước ở lớp hyđrat thứ
nhất có thể liên kết với các phân tử nước ở ngoài để thành lớp vỏ hydrat thứ hai,
hiện tượng này gọi là hydrat hoá xa, tương tác này yếu hơn nên các phân tử nước ở
lớp vỏ thứ hai không mất đi khả năng chuyển động tự do và tương đối linh động. Ở
vùng nồng độ loãng, các ion chất tan bị bao bọc bởi hai lớp vỏ hydrat, đồng thời
trong dung dịch vẫn tồn tại các phân tử nước ở trạng thái tự do. Nếu tăng nồng độ
chất tan tới một giới hạn nào đó thì trong dung dịch không còn các phân tử nước ở
trạng thái tự do nữa mà chỉ đủ để tạo thành hai hoặc một lớp vỏ hydrat. Do hiện

tượng hydrat hoá nên các ion chất tan bị giữ laị trên màng thẩm thấu ngược và lọc
nano, trong khi nước hoặc dung môi có thể vận chuyển qua màng một cách dễ dàng.
Đặc tính vật liệu màng lọc
Các tính chất của vật liệu màng lọc đóng vai trò quyết định đến hiệu quả tách
của một quá trình màng. Bên cạnh các đặc tính cấu trúc như kích thước lỗ, mật độ

Nguyễn Thị Minh Phương

6

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

lỗ, độ xốp, chiều dày ... thì bản chất của vật liệu màng lọc như tính ưa nước hay ưa
dung môi cần lọc, độ bền nhiệt, bền hóa học, bền cơ học cũng là các yếu tố rất quan
trọng [26]. Ngoài ra, một trong những vấn đề hết sức có ý nghĩa đối với các quá
trình lọc màng là khả năng chống tắc (fouling) của vật liệu màng. Màng lọc tốt phải
có năng suất lọc tốt và độ lưu giữ cao, có khả năng chống tắc tốt, tuổi thọ cao và dễ
làm sạch.
1.1.4. Hiện tượng fouling (tắc màng) và các yếu tố ảnh hưởng [4, 6, 7, 12, 24, 32,
33]
Fouling là hiện tượng các chất được lưu giữ bởi màng bị hấp phụ trên bề mặt
và bên trong các lỗ xốp của màng trong quá trình lọc, làm cho năng suất lọc của
màng bị giảm mạnh (tắc màng) theo thời gian. Bản chất của đối tượng tách và các
tính chất bề mặt màng như tính ưa nước, điện tích bề mặt và độ thô nhám có ảnh
hưởng mạnh đến hiện tượng fouling xảy ra trong quá trình lọc .
Tính ưa nước/ ưa dung môi
Tính ưa nước/ưa dung môi của màng ảnh hưởng đến năng suất lọc của màng.

Màng có tính ưa nước tốt thì năng suất lọc của màng đối với các dung dịch nước sẽ
cao, đồng thời làm giảm sự tắc màng do sự hình thành các liên kết hydro trên bề
mặt màng, các liên kết này tạo thành lớp nước liên kết, có thể ngăn cản hoặc làm
giảm sự hấp phụ hay bám dính của chất bị lưu giữ bởi màng trong quá trình lọc.
Điện tích bề mặt màng
Điện tích bề mặt màng là một yếu tố có ảnh hưởng quan trọng đến tính năng
tách lọc của màng. Nếu bề mặt màng có điện tích cùng dấu với điện tích của chất
có khả năng gây tắc (foulants) thì mức độ tắc màng sẽ giảm, do lực đẩy tĩnh điện
làm giảm sự phân cực nồng độ trên bề mặt màng, ví dụ bề mặt màng âm điện có thể
ngăn cản sự hấp phụ của các protein trong môi trường pH trung tính, bởi hầu hết các
protein đều mang điện tích âm trong môi trường này.
Độ thô nhám bề mặt

Nguyễn Thị Minh Phương

7

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

Độ thô nhám bề mặt màng có ảnh hưởng đến quá trình lọc, cấu trúc thô nhám
của bề mặt màng sẽ tạo điều kiện thuận lợi hơn cho các cấu tử lưu giữ bám dính
trên bề mặt. Bề mặt màng càng trơn nhẵn thì sự bám phủ gây tắc màng sẽ xảy ra
hơn với mức độ thấp hơn. Do đó, làm giảm độ thô nhám bề mặt màng cũng là một
trong những giải pháp hạn chế hiện tượng tắc màng trong quá trình lọc.
Để có thể nâng cao tính năng tách lọc và giảm thiểu sự tắc màng, cần cải
thiện được các tính chất bề mặt của màng như tính ưa nước, điện tích bề mặt và độ
thô nhám. Quá trình này có thể thực hiện bằng phương pháp biến tính bề mặt màng.

1.2. Biến tính bề mặt màng lọc
1.2.1. Giảm thiểu fouling bằng phương pháp biến tính bề mặt màng
Gần đây, các quá trình màng động lực áp suất như thẩm thấu ngược (RO),
lọc nano (NF), siêu lọc (UF) và vi lọc (MF) được ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý
nước, trong công nghệ sinh học, sản xuất dược phẩm cũng như nhiều lĩnh vực khác.
Tuy nhiên, một trong những vấn đề thường gặp phải là sự tắc màng (fouling), làm
giảm hiệu quả của các quá trình tách lọc dùng màng.
Tắc màng (membrane fouling) là hiện tượng hết sức phức tạp và không được
định nghĩa một cách chính xác. Nói chung, khái niệm fouling được dùng để mô tả
sự kết phủ không mong muốn của các tiểu phân bị lưu giữ bởi màng, như các chất
keo, các phân tử lớn, và các muối ở trên bề mặt và bên trong các lỗ xốp của màng.
Tùy thuộc vào quá trình màng và bản chất hóa học của các tiểu phân gây tắc màng
(foulants), có thể phân biệt một vài kiểu fouling xảy ra trên màng, bao gồm fouling
vô cơ (cặn), fouling keo, fouling hữu cơ hay biofouling [14, 24].
Fouling gây bởi các chất vô cơ hay sự tạo thành cặn (scale) trên bề mặt màng
là do sự tăng nồng độ của một hay nhiều muối vô cơ khi hàm lượng vượt quá giới
hạn độ tan của chúng và kết tủa trên bề mặt màng [32]. Sự đóng cặn thường liên
quan đến sự tạo thành kết tủa của các muối tan thuận nghịch như CaCO3,
CaSO4.xH2O, và Ca3(PO4)2. Các tiểu phân có nguy cơ gây đóng cặn lớn nhất trong

Nguyễn Thị Minh Phương

8

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

quá trình lọc NF và RO là CaCO3 và CaSO4.2H2O, các tiểu phân tiềm năng khác là

BaSO4, SrSO4, Ca3(PO4)2 và Fe(OH)3 [17].
Fouling keo gây bởi các tiểu phân keo và các hạt lơ lửng có kích thước trong
khoảng vài nanomet đến vài micromet. Ví dụ, các khoáng sét, muối silic và
hydroxyt của các kim loại nặng. Sự tăng nồng độ của các ion bị lưu giữ trên bề mặt
màng tạo điều kiện cho sự kết tụ của các hợp chất hữu cơ không tan, ví dụ các chất
hữu cơ tự nhiên (NOM), thành các hạt keo [29].
Với fouling hữu cơ, các chất hữu cơ trong nước, như protein, các hợp chất
humic và polysaccarit là các chất gây tắc màng mạnh và bất thuận nghịch (khó rửa)
trong các quá trình màng động lực áp suất [19]. Các protein là thành phần gây tắc
chủ yếu khi màng được sử dụng trong sản xuất dược phẩm, trong công nghệ sinh
học và công nghiệp thực phẩm. NOM và axit humic là tác nhân gây tắc hữu cơ chủ
yếu khi màng được dùng để xử lý nước mặt, nước lợ và nước biển. Các thành phần
kỵ nước của NOM, do bị hấp phụ mạnh trên bề mặt màng, là yếu tố chính gây ra sự
suy giảm lưu lượng thấm qua màng, trong khi các thành phần ưa nước của NOM
gây ảnh hưởng ít hơn đến sự tắc màng [9].
Biofouling là thuật ngữ dùng để mô tả tất cả các kiểu fouling trong đó có liên
quan đến các chất hữu cơ hoạt động [15]. Biofouling là một quá trình động lực học
do vi khuẩn chiếm lĩnh và phát triển, dẫn dến sự hình thành lớp màng vi khuẩn trên
bề mặt. Thông thường, biofouling được khơi mào bởi sự bám dính của một hay vài
kiểu vi khuẩn trên bề mặt màng và sau đó phát triển nhanh và nhân lên với sự có
mặt của chất dinh dưỡng trong nước.
Sự tắc màng có thể được kiểm soát bằng cách lựa chọn các vật liệu màng
thích hợp, điều chỉnh các điều kiện thực hiện quá trình lọc màng và lựa chọn các
điều kiện tiền xử lý tốt nhất [30, 34]. Tuy nhiên, tất cả các giải pháp này nói chung
không đủ hiệu quả với hiện tượng fouling. Khi fouling tiến triển, lưu lượng qua
màng giảm mạnh, áp suất làm việc tăng và do đó cần tiêu hao năng lượng. Thông
thường, việc rửa màng được áp dụng để loại bỏ chất gây tắc và phục hồi năng suất

Nguyễn Thị Minh Phương

9

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

lọc cho màng, tuy nhiên, việc rửa màng nhiều lần sẽ làm giảm tuổi thọ của màng và
trong nhiều trường hợp, fouling là bất thuận nghịch và đến một mức độ nào đó thì
phải thay thế màng.
Gần đây, người ta đi đến thống nhất rằng sự tắc màng gây ra bởi các hợp chất
hữu cơ và các vi sinh vật chủ yếu phụ thuộc vào các tác nhân có khả năng hấp phụ
lên bề mặt màng, bị ảnh hưởng bởi các tương tác kỵ nước, liên kết hydro, tương tác
van der van [19]. Do đó, khuynh hướng chính để giảm fouling là ngăn chặn sự hấp
phụ hay sự bám dính không mong muốn giữa chất gây tắc (foulant) và vật liệu
màng để hạn chế hoặc giảm thiểu quá trình fouling. Điều này có thể thực hiện được
bằng cách biến tính bề mặt màng, do lớp hoạt động (top layer) của màng đóng vai
trò quan trọng trong các tương tác fouling cũng như quyết định hiệu quả lọc tách
của toàn bộ quá trình màng.
1.2.2. Các phương pháp biến tính bề mặt màng lọc
Bề mặt vật liệu màng lọc có vai trò rất quan trọng quyết định chất lượng
màng. Bề mặt màng thường dễ bị hư hỏng bởi các tương tác vật lý, hóa học với môi
trường làm việc [8]. Để có được vật liệu màng lọc với các đặc tính bề mặt mong
muốn và phù hợp với mục đích sử dụng, người ta đã tìm cách biến tính bề mặt
màng lọc. Phương pháp biến tính bề mặt có rất nhiều ưu điểm: giúp cải thiện được
tính chất bề mặt vật liệu màng mà không gây ảnh hưởng đến các tính chất bên trong
của vật liệu, không cần phải chế tạo vật liệu hoàn toàn mới mà vẫn có được bề mặt
vật liệu với tính chất mong muốn; hơn nữa còn giảm bớt chi phí vì chỉ cần tác động
lên bề mặt mà không phải thay đổi toàn bộ vật liệu.
Đối với vật liệu màng lọc nói chung, tính năng tách của màng được quyết

định bởi lớp bề mặt, việc thay đổi đặc tính lớp bề mặt sẽ tác động mạnh đến hiệu
quả của toàn bộ quá trình tách qua màng. Do đó, việc nghiên cứu biến tính bề mặt
vật liệu màng lọc là một giải pháp hữu ích, nhằm đa dạng hóa ứng dụng và nâng cao
tính năng tách cho màng.

Nguyễn Thị Minh Phương

10

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

Hiện nay, có khá nhiều phương pháp biến tính bề mặt vật liệu nói chung và
màng lọc polyme nói riêng đang được nghiên cứu và phát triển, nhưng có thể chia
thành các nhóm chính là: phương pháp vật lý – hóa học; phương pháp cơ học và
phương pháp sinh học. Trong đó, đa dạng và phổ biến nhất là phương pháp vật lý –
hóa học, phương pháp này gồm: kỹ thuật pha khí – vật liệu được xử lý trong các
môi trường khí chứa các phần tử hoạt động (gốc tự do, electron, các phân tử bị kích
thích) hay dưới các bức xạ điện từ [16] (tia UV, tia γ, điện quang); kỹ thuật pha
lỏng và khối – bao gồm các kỹ thuật tạo lớp phủ vật lý hoặc thực hiện các phản ứng
hóa học trên bề mặt vật liệu; và kỹ thuật trùng hợp ghép bề mặt.
Kỹ thuật trùng hợp ghép bề mặt là một trong các phương pháp đang được
quan tâm nghiên cứu và là một kỹ thuật rất hữu ích để tạo được màng lọc có độ
fouling thấp, dùng để tách protein và các chất hữu cơ trong dung dịch. Về nguyên
tắc, phương pháp này có khả năng đưa vào bề mặt màng các nhóm chức ưa hoặckỵ
nước. Đối với các bề mặt polyme kỵ nước, kỹ thuật trùng hợp ghép có thể làm tăng
tính ưa nước cho bề mặt vật liệu bằng cách đưa vào các nhóm chức có tính chất ưa
nước (ví dụ nhóm hydroxyl, cacboxylic, amin…). Trong một số trường hợp đặc

biệt, tính kỵ nước của bề mặt lại cần được tăng cường, điều này có thể thực hiện
bằng cách đưa vào bề mặt màng các nhóm chức có tính chất kỵ nước. Kỹ thuật
trùng hợp ghép có thể thực hiện trong pha lỏng hoặc pha hơi. Quá trình trùng hợp
ghép có thể tiến hành qua một bước hay còn gọi là phương pháp đồng hành, nghĩa
là sự trùng hợp xảy ra khi có mặt đồng thời cả monome và chất khơi mào, hoặc có
thể tiến hành qua hai bước: trước hết các vị trí kích thích được tạo ra trên bề mặt vật
liệu, sau đó quá trình trùng hợp ghép xảy ra dưới tác động của nhiệt hoặc bức xạ.
Cấu trúc của polyme trùng hợp ghép trên bề mặt có ảnh hưởng mạnh đến khả năng
tách của màng. Bằng cách thay đổi các điều kiện trùng hợp, từ màng nền ban đầu có
thể chế tạo được màng có các tính chất bề mặt khác nhau và do đó, có tính chất tách
khác nhau. Quan trọng nhất, kỹ thuật này có thể tạo được lớp polyme ghép ngay
trên bề mặt màng mà không làm ảnh hưởng tới các tính chất bên trong (bulk
property) của vật liệu màng nền. Các công trình nghiên cứu cho thấy, màng sau khi

Nguyễn Thị Minh Phương

11

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

biến tính bề mặt bằng kỹ thuật trùng hợp ghép có khả năng chống fouling tốt hơn so
với màng nền ban đầu. Cho đến nay, việc nghiên cứu biến tính bề mặt màng lọc
polyme là một vấn đề thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trong lĩnh
vực chế tạo màng do những ưu thế đặc biệt của phương pháp này.
1.2.3. Trùng hợp ghép quang hóa bề mặt màng lọc dưới bức xạ tử ngoại
Tia UV được sử dụng rộng rãi trong quá trình trùng hợp ghép bề mặt vật liệu,
tùy từng trường hợp, người ta có thể sử dụng các chất khơi mào quang hoặc chất

nhạy sáng (điển hình là benzophenone và các dẫn xuất) để làm tăng tốc độ cũng như
hiệu quả của quá trình trùng hợp. So với các phương pháp biến tính khác, trùng hợp
ghép bề mặt bằng bức xạ UV cho thấy được những ưu điểm nổi bật như: tốc độ
phản ứng nhanh, giá thành rẻ, thiết bị đơn giản, dễ dàng triển khai ở quy mô công
nghiệp và quan trọng nhất là các chuỗi polyme được ghép chỉ giới hạn ở bề mặt vật
liệu [8].
Trùng hợp ghép quang bằng tia UV có thể tiến hành theo nhiều cách khác
nhau, tùy thuộc vào từng loại vật liệu nền, loại monome và mục đích sử dụng vật
liệu sau biến tính. Quá trình có thể được mô tả khái quát như sau: vật liệu nền ban
đầu được phủ chất nhạy sáng (nếu cần), sau đó ngâm vật liệu vào dung dịch
monome (có khả năng trùng hợp) rồi lấy ra chiếu bức xạ UV, hoặc trong quá trình
ngâm kết hợp đồng thời chiếu tia UV, cũng có thể chiếu bức xạ UV lên bề mặt vật
liệu trước sau đó mới ngâm vật liệu vào dung dịch monome [1,2,3, 5, 13, 21]. Dưới
tác dụng của tia UV, chất nhạy sáng bị kích thích, ở trạng thái kích thích nó có khả
năng lấy đi một proton của vật liệu nền, tạo thành các gốc tự do trên bề mặt vật liệu,
khơi mào cho quá trình trùng hợp. Với vật liệu nền có chứa các nhóm chức carbonyl
hoặc ester thì có thể không cần dùng chất khơi mào quang, khi đó dưới tác dụng của
tia UV, bản thân vật liệu có thể tự tách ra một proton hoặc một nhóm nhạy sáng để
tạo các gốc tự do và quá trình trùng hợp vẫn xảy ra. Hoặc nếu sử dụng monome có
khả năng tự trùng hợp (như axit acrylic, axit metacrylic, glycidyl acrylat, styren…)
thì cũng không cần dùng chất khơi mào quang.

Nguyễn Thị Minh Phương

12

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

Việc ứng dụng kỹ thuật trùng hợp ghép quang hóa để biến tính bề mặt màng
lọc là một hướng nghiên cứu đang được quan tâm phát triển do những lợi thế đặc
biệt của phương pháp này. Ưu thế của kỹ thuật trùng hợp ghép bề mặt là phương
pháp này có thể thực hiện được ở các điều kiện phản ứng êm dịu và nhiệt độ thấp, là
một kỹ thuật tương đối đơn giản, chi phí thấp và có thể áp dụng trong công nghiệp.
Một trong những mục đích chủ yếu của phương pháp biến tính trùng hợp
ghép bề mặt màng lọc là nhằm làm tăng tính ưa dung môi cần lọc và giảm thiểu
mức độ tắc màng (fouling), nâng cao hiệu quả của quá trình tách qua màng. Tính
chất bề mặt màng sau khi trùng hợp ghép phụ thuộc mạnh vào các điều kiện tiến
hành trùng hợp như tính chất vật liệu nền, bản chất monome, nồng độ dung dịch
monome, cường độ bức xạ, thời gian trùng hợp...
Khi được kích thích bởi bức xạ tử ngoại, trên bề mặt màng sẽ xuất hiện các
gốc tự do, monome sẽ được trùng hợp ghép vào vị trí của các gốc tự do này và tạo
thành một lớp polyme ghép trên bề mặt màng lọc, làm thay đổi tính chất của màng.
Chiều dài của mạch ghép, mức độ chặt khít của lớp ghép phụ thuộc vào các điều
kiện tiến hành trùng hợp.
Nói chung, việc biến tính bề mặt màng bằng trùng hợp ghép quang hóa dưới
bức xạ UV có thể thực hiện bởi hai phương thức: ghép từ trên xuống (grafting to)
hoặc ghép từ dưới lên (grafting from).
1.2.3.1. Trùng hợp ghép quang hóa từ trên xuống
Trong phương pháp này, nhóm phản ứng ở cuối mạch polyme thực hiện cặp
liên kết đồng hóa trị với bề mặt. Phương pháp này cho phép kiểm soát chính xác
cấu trúc mạch ghép; tuy nhiên, do mật độ mạch polyme ghép thấp, phương pháp
này được sử dụng không nhiều để biến tính bề mặt màng [23, 36].
1.2.3.2. Trùng hợp ghép quang hóa từ dưới lên
So với phương pháp trùng hợp ghép từ trên xuống, phương pháp trùng hợp
ghép từ dưới lên được sử dụng rộng rãi để biến tính bề mặt nhiều loại màng lọc

Nguyễn Thị Minh Phương

13

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

polyme khác nhau [25, 35]. Nói chung, màng biến tính bề mặt bằng trùng hợp ghép
từ dưới lên có thể thực hiện khi có mặt hoặc không có mặt chất khơi mào quang.
* Trùng hợp ghép quang UV từ dưới lên không sử dụng chất khơi mào quang
Trong phương pháp này, các gốc tự do được tạo ra trực tiếp trên bề mặt
màng polyme dưới tác động của bức xạ tử ngoại UV, màng nền cần có tính chất
nhạy sáng, có nhóm nhạy sáng hay một phần khung polyme nhạy sáng, hoặc phải
đưa nhóm nhạy sáng vào bề mặt trước khi tiến hành trùng hợp ghép [23].
Về nguyên tắc, có hai phương pháp được sử dụng để biến tính bề mặt màng
theo kiểu từ dưới lên không sử dụng chất khơi mào quang: phương pháp ngâm
chìm (immersion method) trong đó màng được chiếu bức xạ khi được ngâm chìm
trong dung dịch monome, và phương pháp nhúng (dip method) trong đó màng
được nhúng vào dung dịch monome sau đó được chiếu bức xạ trong môi trường nito
hoặc các khí trơ khác [28].
* Trùng hợp ghép quang UV từ dưới lên có sử dụng chất khơi mào quang
Khi biến tính bề mặt có sử dụng chất khơi mào quang, các gốc khơi mào
được hình thành trên bề mặt màng do phản ứng của chất khơi mào quang với
polyme màng nền dưới bức xạ UV. Benzophenon (BP) và các dẫn xuất của nó
thường được sử dụng làm chất khơi mào cho quá trình trùng hợp ghép dùng tia UV
các vinyl monome lên bề mặt màng polyme. Trong trường hợp này, bước quan
trọng trong sự khơi mào tạo các gốc là sự tách hydro từ polyme [23]. Tác nhân khơi
mào quang có thể được phủ trên bề mặt màng hoặc hòa tan vào dung dịch monome
[35]. Kết quả cho thấy sự trùng hợp ghép quang chủ yếu xảy ra trên bề mặt màng, ít

xảy ra trong các lỗ xốp. Phương pháp này khá đơn giản, tuy nhiên, nhược điểm
chính là hàm lượng BP cần phải khống chế. Nồng độ BP cao có thể gây ra phản ứng
phụ, như là sự trùng hợp tạo homopolyme. Ngoài ra, việc sử dụng các monome
không có cùng dung môi với BP là một hạn chế, vì BP hầu như không tan trong

Nguyễn Thị Minh Phương

14

K24 - Kỹ thuật Hóa học


Luận văn Thạc sĩ Khoa học

nước. Để cải thiện quá trình trùng hợp ghép, sự hấp phụ trước BP lên bề mặt màng
có thể được áp dụng.
Khía cạnh hấp dẫn của phương pháp trùng hợp ghép dùng tia UV là có thể dễ
dàng tạo và kiểm soát quá trình trùng hợp ghép. Ngoài ra, liên kết cộng hóa trị của
polyme ghép với bề mặt màng đảm bảo sự ổn định hóa học của mạch ghép đưa vào,
khác với các lớp polyme được phủ bằng phương pháp vật lý.
1.3. Màng lọc compozit polyamit
Màng composite lớp mỏng (Thin Flm Composite, TFC) polyamit được sử
dụng rộng rãi để lọc làm sạch nước hoặc khử muối. Màng được cấu tạo bởi lớp bề
mặt mỏng phủ trên lớp đỡ xốp. Màng TFC có cấu trúc bất đối xứng, so với các loại
màng bất đối xứng thông thường thì màng TFC có lớp bề mặt (lớp hoạt động) mỏng
hơn nhiều. Do lớp hoạt động mỏng và chặt sít nên loại màng này có khả năng lọc
tách vượt trội.

Hình 1.2. Cấu tạo màng compozit lớp mỏng
Màng TFC Filmtec BW30 (Hình 1.2) gồm có 3 lớp, lớp bề mặt (top-layer) là

polyamit, dưới lớp bề mặt là lớp đỡ xốp polysulfone, dưới cùng là lớp nền polyeste.
Khả năng tách của màng do lớp bề mặt polyamit trên cùng quyết định, kích thước lỗ
lớp bề mặt vô cùng nhỏ (thường nhỏ hơn 2nm) và rất mỏng (< 50nm). Lớp bề mặt
màng được chế tạo bằng phương pháp trùng hợp qua bề mặt phân giới (interphase
polymerization) từ các monome m-phenylenediamine (MPD) và trimesoyl chloride
TMC). Lớp đỡ xốp (màng siêu lọc polysulfone) đóng vai trò bề mặt phân giới. Phản
ứng trùng hợp bề mặt xảy ra như sau (Hình 1.3.):

Nguyễn Thị Minh Phương

15

K24 - Kỹ thuật Hóa học