納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜的制備與表征.pdf

1、正滲透（Forward osmosis）作為一種新型膜分離技術(shù)，其關(guān)注和研究日趨廣泛與深入，并已在一些領(lǐng)域得到應(yīng)用，前景廣闊。本課題主要通過GO對基底膜和正滲透膜進(jìn)行共混改性，以期改善膜片的滲透性能和抗膜污染性能。選用經(jīng)典的相轉(zhuǎn)化法和界面聚合法自制膜片，以實(shí)驗(yàn)室的錯流測試平臺和正滲透測試平臺為基礎(chǔ)，通過水通量、鹽返混量等參數(shù)對共混改性膜片的運(yùn)行效能進(jìn)行了評價。
　　本文的主要研究結(jié)論如下：
　?。?）對納米無機(jī)顆粒改性基底膜

2、的工藝條件和運(yùn)行效能進(jìn)行了探索，試驗(yàn)結(jié)果表明：PES/GO和PES/GO/TiO2復(fù)合納米基底膜均具有典型的指狀多孔結(jié)構(gòu)，且改性后指狀空穴結(jié)構(gòu)變大，膜流體阻力減小，接觸角減小，親水性增強(qiáng)，熱穩(wěn)定性提高，粗糙度減小，機(jī)械強(qiáng)度也有所增加。納米無機(jī)材料共混改性后的基底膜在純水通量、截留率和抗污染性方面均具有大幅度的提高。其中，隨著GO共混量的增加，基底膜的純水通量出現(xiàn)了先增加后減小的趨勢，當(dāng)GO的添加量達(dá)到0.5％時，膜的純水通量最大可以達(dá)到

3、265LMH，相較于原膜171LMH的純水通量，提高了55%，復(fù)合納米超濾膜對BSA和SA的截留率相較于純PES膜均有不同程度的提高；GO和nano-TiO2共同共混改性的超濾膜（0.8%GO+0.2%nano-TiO2）性能最優(yōu)，純水通量可達(dá)260LMH，相較于純PES膜，通量增加了52.1%，BSA和SA模擬污染物過濾180min后，膜的穩(wěn)定通量分別保持在67.8和68.0LMH左右,截留率均可達(dá)99%以上。
　?。?）重點(diǎn)針

4、對正滲透膜的運(yùn)行工藝和聚合方式進(jìn)行了相關(guān)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜表面具有明顯的“山峰和低谷”形態(tài)，導(dǎo)致膜片表面粗糙度增大，熱穩(wěn)定性提高。正滲透膜經(jīng) GO親水改性后，水通量和鹽的返混量均具有大幅度的提高。其中，隨著GO共混量的增加，氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜的純水通量同樣出現(xiàn)了先增加后減小的趨勢。TFC0.5膜相較于純 TFC膜而言，在FO/PRO模式下水通量分別提高了133%，108%。但是針對鹽的返混效果而言

5、，所有膜片鹽的返混較為嚴(yán)重；通過對納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜性能的物理影響因素研究可知，PRO相較FO模式而言，水通量較高，鹽的返混也更嚴(yán)重；就運(yùn)行速度而言，運(yùn)行錯流速度越低，水通量越低，鹽返混越輕；就滲透壓驅(qū)動力而言，隨著汲取液濃度的增加，正滲透過程中的水通量均出現(xiàn)了增加的趨勢，鹽的返混通量也出現(xiàn)了增加的趨勢，當(dāng)NaCl和Glucose作為汲取液時，在濃度相同時，不管是FO模式還是PRO模式下，NaCl的水通量都要比Glucose

6、較高；通過對納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜性能的化學(xué)影響因素研究可知，界面聚合次數(shù)越多，水通量越小，鹽的返混量越??；正面界面聚合相較于反面界面聚合，水通量較大，鹽的返混量較??；雙面界面聚合相較于單面界面聚合而言，水通量和鹽的返混量均有較大程度的減小。
　　（3）重點(diǎn)針對正滲透膜的抗污染性能進(jìn)行了相關(guān)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：不管是有機(jī)體系、無機(jī)體系還是有機(jī)-無機(jī)混合體系的污染物， TFC0.3膜相較于純TFC膜而言，通量衰減率較小，穩(wěn)定