氧化石墨烯-三醋酸纖維素正滲透膜的表征與抗污染性能研究.pdf

1、正滲透（Forward osmosis, FO）作為新型的膜分離技術(shù)，研究日趨廣泛且深入，并在一些領(lǐng)域已經(jīng)得到了應(yīng)用。本課題研究的是利用氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）以及氨基功能化的GO（AminoGO）對三醋酸纖維素（Tri-cellulose Acetate, CTA）FO膜進(jìn)行共混改性，以此來改善 CTA膜的滲透性能和抗污染性能。本文采用相轉(zhuǎn)化法， GO與CTA以共混的方式制備改性膜。未改性的膜和改性后的膜，以

2、實驗室的錯流裝置和正滲透裝置為基礎(chǔ)，以水通量、鹽返混量等參數(shù)對共混改性前后的膜進(jìn)行對比與評價。
　?。?）膜的表征。本文采用接觸角（CA）、傅立葉紅外光譜（ ATR-FTIR），透射電子顯微鏡（ TEM）， X-射線光電子能譜分析（XPS）以及 X-射線衍射圖譜（XRD）對 CTA膜、CTA/GO膜、CTA/AminoGO膜進(jìn)行表征與分析，同時也對GO和氨基功能化的GO進(jìn)行表征。分析結(jié)果證實了通過改進(jìn)的Hummers法已成功制備G

3、O，并將氨基接枝在 GO納米片上。通過對改性前后的膜進(jìn)行 FTIR、FESEM、XPS、等表征結(jié)果對比與分析，表明了共混制備方案可以將GO、AminoGO均勻分散在膜層內(nèi)部，并優(yōu)化了FO膜的結(jié)構(gòu)。同時CA測試表明 GO、AminoGO的加入明顯提高了膜的親水性， CTA/0.2％GO膜（20.56°）和CTA/AminoGO膜（16.95°）分別比CTA膜（63.01°）接觸角值低。
　?。?）膜的性能測試。本文分別對采用了相轉(zhuǎn)化

4、法制備150μm厚度的CTA膜、CTA/GO膜及CTA/AminoGO膜進(jìn)行膜性能的水通量、鹽通量和結(jié)構(gòu)系數(shù)的測試與分析。實驗表明 CTA膜的水滲透系數(shù)（A）、鹽滲透系數(shù)（B）以及結(jié)構(gòu)系數(shù)（S）分別為1.39、11.87和0.87。加入GO共混之后，以上參數(shù)均發(fā)生變化，并隨著GO共混量的增加，膜的水通量也隨之增大，當(dāng) GO的添加量為0.2%時，CTA/GO膜的平均水通量達(dá)到了17.04LMH，相較于 CTA膜提高了54.31%， CTA

5、/AminoGO膜也出現(xiàn)類似的水通量增大，相較于CTA/GO膜提高了5.7%。隨著GO共混量的增加，膜的鹽通量增大，CTA/AminoGO膜亦是。
　?。?）抗污染性能。本次采用了 BSA、SA和機(jī)油乳化液作為模擬溶液對改性前后的膜的抗污染性能進(jìn)行了相關(guān)的研究。因 GO和AminoGO的加入，CTA/GO膜較CTA膜的抗污染性能提高了45%左右，CTA/AminoGO膜較CTA/GO膜的抗污染性能提高了10%左右。實驗表明兩種改性