氧化石墨烯改性聚酰胺復(fù)合納濾膜的制備及其性能表征.pdf

1、由哌嗪(PIP)和均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合制備的傳統(tǒng)聚酰胺(PA)復(fù)合納濾膜通量較低。近幾年，改善聚酰胺復(fù)合納濾膜通量的研究工作有很多，如在功能層添加納米粒子，多孔材料和納米片層材料等，雖然這些工作很大程度的提高了復(fù)合納濾膜的通量，但是都或多或少的存在鹽截留率下降的現(xiàn)象。為此，本論文研究通過在聚酰胺功能層添加層狀氧化石墨烯，解決通量提高的同時截留率下降的trade-off效應(yīng)問題。
　　由于氧化石墨烯(GO)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢和官能

2、團(tuán)優(yōu)勢，本論文選取GO作為改性聚酰胺納濾膜的納米片層材料。不同于之前直接將GO加入界面聚合的水相中對PA復(fù)合納濾膜進(jìn)行改性的方法，本論文使用三光氣將GO表面的羧基官能團(tuán)酰氯化，使其更具有反應(yīng)活性。通過紅外光譜(FTIR)、XPS元素分析、透射電子顯微鏡(TEM)和原子力顯微鏡(AFM)等手段對GO和酰氯化GO(GO-COCl)進(jìn)行表征。結(jié)果表明了GO被成功酰氯化，而且酰氯化后GO的尺寸大小和厚度都維持不變。
　　在分散劑（乙醇）的

3、作用下，將一定量的GO-COCl很好的分散到TMC正己烷溶液中作為有機(jī)相，與PIP水溶液通過界面聚合制備含有片層GO的PA復(fù)合納濾膜。通過表面元素分析、FTIR、AFM、水接觸角測試(WCA)和掃描電子顯微鏡(SEM)等方法對膜表面化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)、膜表面親水性以及膜表面形貌進(jìn)行了表征。結(jié)果表明GO-COCl通過和PIP的鍵合作用被以片層的方式固定在PA功能層中，為水的傳輸提供一個水通道。但由于乙醇-OCH2CH3基團(tuán)的引入，GO并沒有提

4、高膜表面的親水性。
　　同時還通過表面電勢測試、滲透性能測試對膜的表面電荷、滲透性能以及熱穩(wěn)定性進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明:在PA功能層中添加GO-COCl可以降低膜表面的電勢，使PA/GO-COCl復(fù)合膜具有更大的電負(fù)性;添加0.002％GO-COCl和2％的乙醇可以使PA/GO-COCl復(fù)合膜達(dá)到最佳的滲透性能，而且相比傳統(tǒng)PA，PA/2GO-COCl的水通量翻倍，Na2SO4截留率提高2％;升高操作溫度，由于GO對PA分子鏈運(yùn)動