GO-PEG共混改性PVDF超濾膜制備及抗污染性能研究.pdf

1、PVDF因其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性及其良好的成膜性能而被廣泛的應(yīng)用于超濾膜的制備。然而由于其強(qiáng)疏水性，使其在使用過程中極易發(fā)生膜污染從而造成通量的衰減。
　　本文通過化學(xué)方法將親水性無機(jī)納米碳材料氧化石墨烯(GO)和親水改性劑聚乙二醇(PEG)通過接枝制備了GO-PEG復(fù)合材料(f-GO)，并將其作為添加劑共混于PVDF鑄膜液中，利用浸沒沉淀法制備出擁有較強(qiáng)抗污染性能的PVDF復(fù)合超濾膜。
　　本研究利用FTIR、靜態(tài)接觸

2、角、SEM、AFM測試，考察了GO-PEG對PVDF膜的表面化學(xué)組成、親水性、孔道結(jié)構(gòu)及表面形貌的影響。結(jié)果表明，隨著GO和f-GO的添加量從0wt％增大到1.0wt％時(shí)，PVDF膜表面的親水性得到了增強(qiáng)，并且添加f-GO的PVDF膜表現(xiàn)了更佳的親水性，膜表面接觸角從基膜的72°降低到59°。另外，添加f-GO，PVDF膜的孔道結(jié)構(gòu)也發(fā)生了不同于基膜和GO復(fù)合膜的變化，孔徑增大，表面孔隙率明顯增加。膜表面粗糙度也較基膜有所降低，基膜的S

3、a為118nm，f-GO復(fù)合膜的粗糙度最低達(dá)到了71.1nm。當(dāng)f-GO添加量從0wt％增加到0.5wt％時(shí)，PVDF膜的純水通量表現(xiàn)出了先增大后減小的趨勢，當(dāng)添加量為0.5wt％時(shí)，膜純水通量達(dá)到最大，為93L·m-2·h-1，增加了100％。復(fù)合膜的BSA截留率并沒有太大變化，都可達(dá)到95％以上。
　　當(dāng)f-GO的添加量從0wt％增加到1.0wt％時(shí)，PVDF膜的抗污染性能也受到了不同的影響。對于BSA、HA等有機(jī)污染，f-G

4、O復(fù)合膜膜總阻力和不可逆阻力均要低于PVDF基膜和GO復(fù)合膜。當(dāng)添加量為0.5wt％時(shí)，膜阻力達(dá)到最低。對于BSA、HA污染，不可逆阻力相比于基膜降低了83.7％、84.4％。膜污染后，經(jīng)過簡單的表面清洗，f-GO復(fù)合膜仍然可以獲得很高的通量恢復(fù)率(FRR)。當(dāng)添加量為0.5wt％時(shí)，擁有最高的FRR，BSA污染的FRR為78％，HA污染的FRR為74％，而PVDF基膜卻只有50％和47％的FRR。通過復(fù)合膜多周期運(yùn)行，膜通量隨著時(shí)間的

5、變化結(jié)果顯示，f-GO復(fù)合膜經(jīng)過三個(gè)周期的運(yùn)行后，無論是BSA通量，還是純水通量，復(fù)合膜仍然保持著很高的滲透性，并且逐漸的膜通量達(dá)到穩(wěn)定，不再衰減，而PVDF基膜的通量衰減嚴(yán)重。
　　以銅綠假單胞菌為目標(biāo)菌種，研究膜的抑菌性和抗生物污染性能。在復(fù)合膜抑菌性方面的研究發(fā)現(xiàn)，f-GO和GO復(fù)合膜的抑菌性均要好于PVDF基膜，但是f-GO和GO復(fù)合膜在抑菌性方面并沒有表現(xiàn)出太大的差異。相比于PVDF基膜，當(dāng)添加量為0.5wt％時(shí)，f-G