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水化硅酸钙(C-S-H)为水泥水化的主要产物,原材料来源广泛,应用领域不断扩展,但将水化硅酸钙与聚电解质原位自组装制备复合功能膜材料尚未涉及。随着我国经济的快速发展,对环保的要求也逐渐提高,纳滤已经证明在水处理领域具有很好的发展空间和应用前景。 利用层层自组装的方法(LBL)分别以聚丙烯腈(PAN)、石英和玻璃基体制备了具有微纳米结构的PEI-PSS/C-S-H复合膜,采用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对该复合膜的微观结构和形貌进行分析;利用Zeta电位测量仪和接触角测试仪对复合膜的表面电位和接触角进行分析,研究发现在PAN基体、石英基体和玻璃基体组装的复合膜,随着组装层数的增加,粗糙度均逐渐升高,亲水性逐渐增强。当PAN基体组装层数为2层,石英、玻璃基体的组装层数为3层时复合膜表面达到了超亲水效果。在玻璃基体上组装3层复合膜具有一定的抗外力破坏作用,经胶带粘连后依然具有超亲水特性。在石英、玻璃基体组装3层的复合膜具有很好的防雾性能,在石英基体组装4层复合膜具有最好的防反射效果,在500nm-800nm的波长范围内对光的透过率可以达到99%以上。 以PAN为基体,利用LBL技术制备了PEI-PSS/C-S-H复合纳滤膜。利用台阶仪进行厚度测试,结果表明膜的厚度随着组装层数的增加呈指数性增长。探讨了在不同压力、不同硅酸钙浓度、不同聚电解质浓度条件下制备的复合膜对染料罗丹明B和二甲基酚橙的截留性能。同时研究了复合膜对两种染料的截留稳定性。研究结果表明复合膜对染料罗丹明B和二甲基酚橙均具有良好的截留效果,最高截留率均可以达到100%,最低截留率保持在93%以上。 为了进一步探讨不同条件下制备的PEI-PSS/C-S-H复合膜对染料的截留效果,利用LBL的方法以PAN为基体制备了PEI-PSS/C-S-H超亲水纳滤膜,对不同聚电解质浓度的复合膜进行了接触角测试,研究表明在聚电解质浓度为2g/L时复合膜达到了超亲水效果。同时对不同聚电解质浓度条件下制备的复合膜对染料罗丹明B的二甲基酚橙进行了截留测试,测试结果表明具有超亲水特性的复合膜对染料罗丹明B和二甲基酚橙均具有最好的截留效果。对罗丹明B的截留率一直在91%以上,通量可以达到104.8L/m2·h。对二甲基酚橙的截留率在91%以上,通量可以达到113.5L/m2·h。