【摘 要】
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本文采用浸没沉淀相转化法制备聚醚砜(PES)超滤膜。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂、N,N-二甲乙酰胺(DMAc)为溶剂,分别将ZSM-5型纳米分子筛和碳纳米管(MWCNTs)及功能化碳纳米管(M-NH_2、M-OH和M-COOH)作为改性材料。对聚醚砜膜进行改性,旨在改良聚醚砜膜的性能,让有机高分子膜拥有无机材料的优势,拓宽超滤膜的应用范围。利用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTI
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本文采用浸没沉淀相转化法制备聚醚砜(PES)超滤膜。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂、N,N-二甲乙酰胺(DMAc)为溶剂,分别将ZSM-5型纳米分子筛和碳纳米管(MWCNTs)及功能化碳纳米管(M-NH2、M-OH和M-COOH)作为改性材料。对聚醚砜膜进行改性,旨在改良聚醚砜膜的性能,让有机高分子膜拥有无机材料的优势,拓宽超滤膜的应用范围。利用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对膜组分进行了表征;利用原子力显微镜(AFM)对膜三维形貌图像和粗糙度进行了分析;利用扫描电子显微镜(SEM)对膜的表面和横断面的形态进行了表征;测定了改性膜的纯水通量、截留率和通量恢复率等性能。利用制备的改性膜对模拟染料废水进行了膜过滤净化试验。通过试验分析,得到如下结果:(1)ZSM-5负载于PES膜中,与PES分子之间发生物理作用,未对各自的分子结构造成破坏,使得ZSM-5能够发挥其无机材料的独特优势;并且随着ZSM-5分子筛含量从0 wt%增加到0.4 wt%,PES/ZSM-5膜截留率保持在98.0%左右。同时粗糙度降低,减少污染物在膜表面堆积,通量恢复率(FRR)提升了1.2倍。(2)功能化碳纳米管对膜的通量及其恢复率均有促进作用。其中羟基化碳纳米管改性膜(PES/M-OH)的水通量最大(达到439.8 L/m2h),比纯PES膜和未功能化的碳纳米管改性膜(PES/M)的通量分别提升了1.3倍和1.2倍。通量恢复率从46.3%提升到70.2%。这表明碳纳米管对PES改性有促进作用,渗透性能改善效果优劣是PES/M-OH>PES/M-COOH>PES/M-NH2>PES。(3)将PES膜、0.4 wt%PES/ZSM-5膜和0.36 wt%PES/M-OH膜分别应用于模拟染料废水处理,对比发现改性PES膜的净水效果明显优于PES膜,不仅通量稳定,而且COD和浊度去除效率明显改善。
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