基于氧化石墨烯新型納濾膜的制備及其分離性能研究.pdf

1、界面聚合法以其操作簡單和容易控制等優(yōu)點已成為最有效制備復合納濾膜的方法，通過這種方法制備出來的膜表面有一層致密的聚合物薄層即分離層，可以有效截留二價或多價鹽，因而被廣泛用于工業(yè)廢水處理，藥物分離精致，食品濃縮等領域。然而界面聚合制備出來的傳統(tǒng)復合納濾膜往往存在通量低，抗污染能力不強的缺點，導致操作能耗增加，膜使用壽命降低。為此，本論文旨在將新型氧化石墨烯復合材料引入到界面聚合形成的聚合物皮層中，進而實現(xiàn)對復合納濾膜的改性。論文主要研究內

2、容及研究成果如下：
　　（1） EHT/GO復合材料及HT/GO雜化荷正電納濾膜的制備
　　采用改性Hummer法制備氧化石墨烯（GO），用尿素水解，均勻共沉淀方法制備高結晶度的鎂鋁水滑石（Mg/Al HT），再用硝酸根置換水滑石間層中的碳酸根，得到硝酸根型水滑石（NO3--HT），然后GO和NO3--HT的剝離液分別通過分散在水中超聲和分散在甲酰胺中機械搖晃得到，在靜電吸引的作用下，形成EHT/GO復合材料。以聚醚砜（PE

3、S）作為底膜，以超支化聚乙烯亞胺（PEI）和均苯三甲酰氯（TMC）為水相和油相單體，同時在水相中添加HT/GO復合材料，通過界面聚合的方法制備HT/GO有機無機雜化荷正電納濾膜。結果表明：PEI能夠使絮狀EHT/GO發(fā)生解凝，形成更小的團聚物，并且解凝后的EHT/GO可以很好的分散在PEI水溶液中；EHT/GO復合材料的添加有效提高了膜的水通量，在0.8Mpa下，達到26 L/(m2h)；制備出來的納濾膜表現(xiàn)出明顯的荷正電性質，對無機鹽

4、的鹽截順序為 MgCl2>NaCl>MgSO4>Na2SO4，其中對MgCl2的截留率達到了97％，表現(xiàn)出較強的水軟化能力。
　?。?） GO-TiO2復合材料及GO-TiO2雜化荷負電納濾膜的制備
　　以GO片層為模板，通過Ti(SO4)2加熱水解，在GO片層表面原位生成TiO2顆粒，得到 GO-TiO2復合材料。以聚醚砜（PES）作為底膜，以哌嗪（PIP）和均苯三甲酰氯（TMC）為水相和油相單體，同時在水相中添加 GO-

5、TiO2復合材料，通過界面聚合的方法制備 GO-TiO2有機無機雜化荷負電納濾膜。結果表明：當GO-TiO2的添加量為0.2%時，在0.8MPa下，水通量達到42.71 L/(m2h)；制備出來的納濾膜表現(xiàn)出明顯的荷負電性質，對 Na2SO4的截留率保持在98.5%以上，而對 MgCl2的截留率則在20%以下；膜的抗污能力得到提升，用牛血清蛋白（BSA）污染添加量為3%的GO-TiO2荷負電納濾膜時，一次污染通量恢復率在70%以上。

6、r>　?。?） GO-ZIF復合材料及GO-ZIF抗菌納濾膜的制備
　　以GO片層為模板，通過Zn2+與GO表面上的氧原子配位，在GO片層表面原位生成沸石咪唑酯骨架結構材料（ZIF-8）顆粒，得到GO-ZIF復合材料。將GO-ZIF復合材料分散到含PIP單體的水相溶液中，通過界面聚合的方法制備GO-ZIF有機無機雜化抗菌納濾膜。結果表明：盡管ZIF具有很好的抗菌效果，最小抑菌濃度為256μg/ml，然而 GO-ZIF展現(xiàn)出更強的抗