聚多巴胺改性靜電紡聚丙烯腈纖維膜及其油水分離性能.pdf

1、在人類幾千年的文明歷史中，水資源一直是全球范圍內(nèi)共享的豐富資源。而當(dāng)下，這種情況被打破。水資源的匱乏正逐漸成為食品安全、人體健康與自然生態(tài)系統(tǒng)的最大威脅。納米纖維材料因其高比表面積和其他優(yōu)異性能在水處理領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，靜電紡絲是一種很好的制備納米纖維的技術(shù)。然而靜電紡膜通常在通量與截留效果方面難以兩全，因此本文針對(duì)經(jīng)常用于水處理的聚丙烯腈（PAN)材料，使用仿生綠色材料多巴胺進(jìn)行改性處理，測(cè)試改性納米纖維膜的油水分離效能，并進(jìn)一步使其

2、多功能化，旨在優(yōu)化靜電紡納米纖維在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用。
　　首先，本文制備聚多巴胺納米顆粒，進(jìn)一步制備聚多巴胺/聚丙烯腈共混復(fù)合纖維膜。結(jié)果表明，聚多巴胺顆粒添加雖然對(duì)純水通量有一定的積極作用，但是乳化油截留率并沒有得到改善，膜體的力學(xué)性能也有所損失。
　　然后，制備聚多巴胺表面改性聚丙烯腈靜電紡納米纖維膜，考察多巴胺質(zhì)量濃度與處理時(shí)間對(duì)改性納米纖維膜油水分離性能的影響。結(jié)果表明，經(jīng)表面改性后的纖維膜油水分離性能得到了顯著改

3、善。隨著涂層液中多巴胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，納米纖維直徑增加，纖維膜斷裂強(qiáng)度增大，纖維膜斷裂伸長率基本穩(wěn)定，保持在40％以上；純水通量先增加后減小，在多巴胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 mg/mL時(shí)靜電紡膜純水通量最高達(dá)到14656L/(m2?h)，較未改性膜增加63%;纖維膜的孔徑變小， PAN靜電紡膜在1.5 mg/mL多巴胺涂層液處理后獲得了最小孔徑，相對(duì)乳化油截留率也得到最佳值96.1%，抗污染性能得到改善。隨著處理時(shí)間的延長，納米纖維的直徑先增大后基

4、本不變，斷裂強(qiáng)度先迅速提高然后趨于穩(wěn)定，在處理時(shí)間達(dá)到8h時(shí)，膜體斷裂強(qiáng)度相對(duì)于PAN純膜提高77%，纖維膜斷裂伸長率基本穩(wěn)定，保持在40%左右；純水通量先增大后減小，在20 h時(shí)達(dá)到最大值，較未改性膜提高52%;乳化油截留率持續(xù)提高；處理時(shí)間達(dá)到16h后，膜體的乳化油通量穩(wěn)定值基本不變。綜上，在多巴胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5 mg/mL,處理時(shí)間為20 h，纖維膜的油水分離性能達(dá)到最佳。
　　最后，基于聚多巴胺的粘附特性，在表面改性膜的