碳納米材料硅烷化及協(xié)同改性對(duì)超濾膜抗污染性能影響.pdf

1、作為一種綠色高效的新型分離技術(shù)，超濾在膜分離領(lǐng)域具有廣闊前景。然而，膜污染依然是制約其應(yīng)用效率的瓶頸。針對(duì)此問題，本論文的主要研究?jī)?nèi)容包含以下兩個(gè)方面:
　　(1)研究二維氧化石墨烯(GO)、一維氧化碳納米管(OMWCNTs)與兩者的協(xié)同作用對(duì)復(fù)合超濾膜抗污染性能影響。長(zhǎng)且雜亂的OMWCNTs能夾雜在GO片層之間，從而減少了它們之間的堆疊。紫外和Zeta電位表征顯示，GO/OMWCNTs的分散性要明顯優(yōu)于單一組分的分散性;不同膜的

2、形貌結(jié)果顯示，改性膜有更高的孔密度，這對(duì)于提高復(fù)合膜的滲透性有著積極的作用;和純膜接觸角(78°)相比，GO/OMWCNTs(1∶9)改性復(fù)合膜的接觸角達(dá)到了52.5°;GO/OMWCNTs(5∶5)、OMWCNTs以及GO改性的復(fù)合膜相對(duì)于純膜水通量分別提高了251.73％、103.54％與85.68％;膜的污染機(jī)理測(cè)試表明膜污染主要是由于表面結(jié)塊形成導(dǎo)致的;粘附作用測(cè)試結(jié)果表明，復(fù)合膜表面的粘附力較小而純PVDF膜表面的粘附力作用很

3、大;通量恢復(fù)率測(cè)試顯示，GO/OMWCNTs(5∶5)改性復(fù)合膜的通量恢復(fù)率達(dá)到了98.28％。綜合以上實(shí)驗(yàn)分析可知，最優(yōu)改性材料的比例是5∶5，而且簡(jiǎn)易制膜方法與優(yōu)越性能使低維碳納米材料在復(fù)合超濾膜改性方面有著巨大應(yīng)用前景。
　　(2)以GO與烷化石墨烯(f-GO)為增強(qiáng)劑，研究了不同比例的GO與f-GO對(duì)復(fù)合超濾膜性能的影響。Zeta電位測(cè)試說明f-GO比GO在有機(jī)溶劑中具有更好的分散性;SEM測(cè)試說明復(fù)合超濾膜具有更大孔徑與

4、孔密度;在1％添加劑的含量下，PVDF純膜、GO改性復(fù)合膜(P/GO)與f-GO改性復(fù)合膜(P/f-GO)的接觸角分別為65.5°、58.2°與50.4°;而且P/f-GO比P/GO具有更好的水通量、BSA通量與截留率;粘附力測(cè)試結(jié)果表明，膜表面粘附力的大小順序?yàn)镻/f-GO＜P/GO＜PVDF;經(jīng)過三次膜內(nèi)部污染以后，P/f-GO通量恢復(fù)率為最大(70.98％)，而P/GO的通量恢復(fù)率只有55.09％;同時(shí)，P/f-GO的機(jī)械強(qiáng)度與斷