二氧化鈦-聚酰胺反滲透復(fù)合膜的制備及表征.pdf

1、人類的生存依賴于淡水，但是現(xiàn)在淡水資源的匱乏卻日益嚴重，為農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活提供清潔用水已成為各國政府亟待解決的問題之一。反滲透膜技術(shù)是目前發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的水處理技術(shù)之一，隨著反滲透技術(shù)的進一步發(fā)展，人們對反滲透膜提出了更高的要求，因此研發(fā)具有更高性能的新型反滲透膜材料成為了反滲透技術(shù)的重點。將無機粒子引入有機膜中制備的無機/有機雜化膜，把無機組分與有機膜的優(yōu)點巧妙的結(jié)合在一起，使得無機/有機雜化膜成為了反滲透膜發(fā)展的新方向。二氧

2、化鈦(TiO2)具有光催化性和親水性，被廣泛用在解決環(huán)境問題中，在本論文將TiO2添加到聚酰胺復(fù)合膜中，將TiO2與聚酰胺復(fù)合膜的優(yōu)勢結(jié)合起來，以期改善聚酰胺復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)和性能。
　　 本論文中使用了兩種不同的方法制備了銳鈦礦型二氧化鈦，并對這兩種合成方法進行了初步的條件探索。掃描電子顯微鏡(SEM)圖顯示：方法A所合成樣品TiO2-A顆粒呈類球形，粒徑較小，約為200 nm；方法B合成的TiO2-B顆粒呈球形，分散性較好，粒徑

3、約為600 nm。X射線衍射圖(XRD)證實所合成的二氧化鈦樣品為銳鈦礦型，方法A所合成樣品納米晶粒徑為11 nm，方法B所合成樣品納米晶粒徑為9.9 nm。
　　 將制備的TiO2-A和TiO2-B分別添加到了聚酰胺反滲透復(fù)合膜中，其中TiO2-A采用了兩種不同的方式(TiO2-A分散在水相中或油相中進行界面聚合)添加到復(fù)合膜中。結(jié)果表明，TiO2-A的添加增大了復(fù)合膜的水通量，與TiO2-A分散在水相中的方式相比，TiO2-

4、A分散在油相中的方式能更好的改善膜的分離性能和膜的結(jié)構(gòu)，TiO2-A在油相中的最佳添加量為0.03％(w/v)，此時水通量達到了40.8 L·h-1·m-2，截鹽率為98.3％。膜表面和斷面的SEM圖顯示：TiO2-A分散在水相中制備的TiO2-A/聚酰胺復(fù)合膜中TiO2主要存在于聚砜基膜的指狀孔道中，膜表面的峰谷狀結(jié)構(gòu)減少；TiO2-A分散在油相中制備的TiO2-A/聚酰胺復(fù)合膜表面峰谷狀結(jié)構(gòu)明顯，在膜表面可以看到有TiO2-A顆粒的

5、出現(xiàn)。能量彌散光譜(EDS)證實TiO2-A顆粒被成功的添加到聚酰胺復(fù)合膜中。TiO2-B采用分散在油相中的方式添加在復(fù)合膜中，結(jié)果表明，TiO2-B的添加也可以增大復(fù)合膜的水通量，TiO2-B的最佳添加量也是0.03％(w/v)，此時水通量為36.6 L.h-1.m-2，截鹽率為97.5％；EDS圖與膜表面SEM圖的結(jié)果與分散在油相中的TiO2-A聚酰胺復(fù)合膜相似。由此可知，TiO2的添加可以提高膜的分離性能(水通量)，改善膜結(jié)構(gòu)。<