PES凭借其良好的化学稳定性被很多学者进行了研究和利用，但是PES材料本身具有疏水性，在PES铸膜液中加入添加剂成为改善膜性能的重要方法。添加剂的种类和含量都对超滤膜的结构和性能产生影响[1,2,3]。Xiang J等[4]探究了一系列非溶剂添加剂对PES超滤膜结构和性能的影响，结果发现添加剂可以明显改善超滤膜的大孔结构，其中NBA的添加对PES超滤膜的结构及水通量影响最大。Nasrollahi N等[5]采用非溶剂诱导相转化法制备了不同含量的Cu O/Zn O/PES复合超滤膜，发现超滤膜在拥有高水通量和通量恢复率的同时，对牛血清蛋白(BSA)溶液的截留率也较高。本文以PES为膜材料，不同类型的物质作为添加剂，制备了PES中空纤维超滤膜，对比了三种类型的添加剂及其不同含量对膜结构和性能的影响。

PES(MW=320000,Solef6010),DMAc,PEG-400,PVP-K30,Ti O2,BSA，所有药品均为分析纯。

场发射扫描电镜，Hitachi S-4800，日本日立公司;中空纤维纺丝机，M65，天津市津东万兴制造厂;紫外分光光度计，UV754PC，上海佑科仪器有限公司;超滤膜测试装置。

使用SEM在不同的放大倍率下观察超滤膜横截面结构。

本章主要测试了膜的纯水通量和截留率。

水通量测试方法如下:在0.1 MPa的压力下使纯水从膜中渗透出来，在一定的时间内读取透过液的体积;计算超滤膜的有效过滤面积。重复进行三次测试，最后取平均值，通量计算公式如下:

其中，Jw—水通量(L·m-2·h-1);Q—一定时间内透过液体积(L);A—膜的有效过滤面积(m2);ΔT—膜被测试的时间(h)。

配置截留物质的已知浓度的溶液，在一定压力驱动下，使溶液中的特定物质透过膜后，得到滤液，膜的截留率计算公式如下:

其中，R—截留率(%);C1—过滤液浓度(g/L);C2—原液浓度(g/L)。

图1显示添加了PEG-400的膜，指状孔更宽，海绵层更厚;而添加了PVP-K30的膜，指状孔更细，且有弯曲现象。形成这两种膜结构的原因跟添加剂的结构有关，PEG-400易溶于水，分子链短，当外界的水进入到膜中，PEG-400被迅速洗脱，形成孔道;而PVP-K30属于大分子添加剂，其分子链长，溶出的时间更长，故而形成带有弧度的膜孔[6]。

从图2中可以看出，随着Ti O2含量的增多，膜孔增多。当Ti O2的添加量为0.6%时，膜的指状孔最为发达，海绵层变薄。这是由于随着Ti O2的加入，引入的羟基越来越多，膜的亲水性增强，加快了铸膜液体系中DMAc与水的置换速率，促进了指状孔的形成。当Ti O2的添加量达到0.8%时，由于铸膜液体系的粘度增加，DMAc与水的交换速率开始变慢，阻碍了指状孔的形成，膜孔变少[7]。

一般来说，同时具有高水通量和高截留率的膜，分离性能更好。

不同含量的PEG-400和PVP-K30对膜分离性能的影响见图3。

由图3可以看出，对于同种添加剂，其添加量越多，膜的水通量越大，截留率则越低。这是由于添加剂PVP-K30和PEG-400都能促进膜指状孔的形成;且随着添加剂含量的增多，其在铸膜液中占据的体积越大，成膜以后膜中留下的膜孔更多。

对于不同类型的添加剂，加入PEG-400的膜水通量总体更大，截留率则相反，这与李良[8]等的研究结果一致，可能是由于PVP-K30的添加使铸膜液粘性更强，且易使膜形成闭合孔。

如图4所示，膜的水通量随着Ti O2的加入明显升高，截留率则下降。这是由于Ti O2在成膜过程中不易洗脱，所以在对膜截留率影响微弱的同时使膜的水通量增加。当Ti O2的添加量超过0.6%以后，膜的水通量开始减小，截留率则与之相反，这是因为Ti O2的加入增强了PES与DMAc之间的相互作用，导致铸膜液的粘度增加，在成膜过程中阻碍了DMAc与水的交换速率[9,10]。

以膜的高水通量和高截留率为标准得出的实验结果为:Ti O2对膜结构和性能的影响最大，当添加Ti O2质量分数为0.6%时，膜的综合性能最佳，此时，膜的水通量达到128.6 L/(m2·h)，截留率为83.9%。