GO-季銨化修飾PSF復(fù)合超濾膜的制備及性能研究.pdf

1、超濾是一種介于納濾和微濾之間并以壓力為驅(qū)動力的篩分過程，超濾膜以其獨(dú)特的納米級孔道結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于物料回收、溶液濃縮及水處理等領(lǐng)域。然而膜親水性差、膜污染嚴(yán)重以及分離效率低等嚴(yán)重制約著超濾膜的應(yīng)用。本課題的研究目的是將氧化石墨烯引入到聚砜超濾膜中，并通過化學(xué)改性的方法提高氧化石墨烯在鑄膜液中的分散性，制備了有機(jī)—無機(jī)復(fù)合超濾膜，改善膜的孔道結(jié)構(gòu)、分離性能和膜親水性。
　　在本研究中，首先考察了聚砜質(zhì)量分?jǐn)?shù)、鑄膜液溫度、鑄膜液預(yù)揮發(fā)

2、時間以及凝固浴溫度對超濾膜分離性能的影響，最終確定了最佳的聚砜超濾膜制備條件，制備出了具有一定分離性能的聚砜超濾膜。然后重點(diǎn)研究了將氧化石墨烯引入聚砜超濾膜體系，通過氧化石墨烯特有的理化性質(zhì)提高復(fù)合膜的性能。對聚砜進(jìn)行了季銨化修飾，利用季銨基團(tuán)將氧化石墨烯固定在聚砜基體中，提高了氧化石墨烯在鑄膜液中的分散性和兼容性，最終制備了季銨化PSF/GO復(fù)合超濾膜(Q-PSF/GO)。最后通過對比研究了PSF超濾膜、PSF/GO共混超濾膜以及季銨

3、化PSF/GO復(fù)合超濾膜的結(jié)構(gòu)和各項性能。
　　研究結(jié)果表明，在最佳制膜條件下，所制備的Q-PSF/GO復(fù)合超濾膜具有較高的分離滲透能力，純水通量比PSF基膜提高了486.41L/m2h，對BSA的截留率為97.8％，與PSF基膜保持了一致。然而直接共混了質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.2％和0.5％的GO后，所制備的PSF/GO0.2共混超濾膜和PSF/GO0.5共混超濾膜雖然純水通量有顯著提高，但是截留率同PSF基膜相比有所降低。特別是當(dāng)添

4、加相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的GO后，Q-PSF/GO0.5復(fù)合膜的分離滲透能力明顯高于PSF/GO0.5共混膜。此外，添加GO后的PSF/GO共混超濾膜和Q-PSF/GO復(fù)合超濾膜親水性均明顯提高。通過對膜斷面形貌及表面粗糙度的觀察發(fā)現(xiàn)，Q-PSF/GO復(fù)合膜具有更加理想的長直的指狀孔結(jié)構(gòu)，且GO被固定后的Q-PSF/GO復(fù)合膜表面更加光滑平整。利用激光共聚焦顯微鏡分析膜對BSA的靜態(tài)吸附能力發(fā)現(xiàn)Q-PSF/GO復(fù)合超濾膜對BSA有一定的吸附能力，