TiO2改性聚吡咯復(fù)合納濾膜的制備及性能研究.pdf

1、受到日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源短缺問題的困擾，人們致力于發(fā)展新的技術(shù)來解決飲用水安全、水體污染等問題。其中，由于納濾膜所具有的特殊的孔徑尺寸和表面荷電性能，納濾技術(shù)被認(rèn)為是取代現(xiàn)有技術(shù)，解決海水淡化、污水治理等水資源與環(huán)境問題的重要途徑之一。而耐溶劑納濾更是擴寬了納濾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有良好的化學(xué)性能，高滲透率，優(yōu)良的排斥反應(yīng)，機械性能和熱穩(wěn)定性。在食品、化工、染料、醫(yī)藥、石油化工等領(lǐng)域可以得到廣泛應(yīng)用。但是耐溶劑納濾膜目前仍面臨的主要挑

2、戰(zhàn)：在較多種類的有機溶劑中使用保持膜的穩(wěn)定性并且擁有高效的性能。
　　基于此，由于聚吡咯與聚丙烯腈均具有較好的穩(wěn)定性和耐有機溶劑性能，本論文采用在水解后的聚丙烯腈基膜上界面聚合聚吡咯的方法制備了復(fù)合耐溶劑納濾膜，并添加不同形式的納米二氧化鈦來改善納濾膜的性能。
　　首先，將不同含量的銳鈦礦型納米二氧化鈦（P25）引入到吡咯/乙醇的有機相中，當(dāng)P25的含量為0.1％時，復(fù)合耐溶劑納濾膜對異丙醇、乙醇、四氫呋喃、丙酮和甲醇的滲透

3、通量達(dá)到最大，對孟加拉玫瑰紅和亮藍(lán)的截留率也較原膜得到了提高。分析認(rèn)為由于二氧化鈦的加入，吸引和抑制了吡咯單體向氧化劑溶液中的轉(zhuǎn)移，減少了吡咯低聚物的產(chǎn)生；在聚合過程中吸引大分子鏈段，避免了鏈段的過分纏繞產(chǎn)生缺陷；二氧化鈦允許電子在其與聚吡咯之間轉(zhuǎn)移，促進(jìn)了聚合反應(yīng)。這均使得聚合反應(yīng)更加完全，減少了聚吡咯層的缺陷，從而使得滲透通量和截留性能均得到了提升。然而通過SEM、AFM等表征手段發(fā)現(xiàn)，二氧化鈦的團聚現(xiàn)象很嚴(yán)重，這影響了二氧化鈦作用

4、的發(fā)揮，從而使得繼續(xù)增加二氧化鈦的含量時，通量和截留率下降，因此有效的抑制二氧化鈦的團聚才會進(jìn)一步提高復(fù)合納濾膜的性能。
　　嘗試了使用偶聯(lián)劑對二氧化鈦進(jìn)行化學(xué)修飾，接枝有機基團的方法。但通過一系列的表征手段得知并沒有有效的控制二氧化鈦的團聚，而只是改善了其與基膜和聚吡咯的親和性。因此，創(chuàng)新性的提出在聚合前原位合成二氧化鈦的方法。研究了不同鈦酸四丁酯水解時間的影響，得到30min水解時間的納濾膜性能最優(yōu)，通過SEM測試，可以確定二