论文部分内容阅读
碳纳米管(CNTs)具有高机械强度和比表面积等优点，已成为化学、物理和材料科学的焦点。本文选用两步法活化多壁碳纳米管(MWCNTs)，得到分散性较好的多壁碳纳米管(O-MWCNTs)，然后采用湿法纺丝法，以不同含量O-MWCNTs和不同分子量聚乙烯基吡咯烷酮(PVP>为添加剂制备了聚乙烯醇缩丁醛(PVB)有机-无机杂化中空纤维膜。结果表明：O-MWCNTs的加入会改变铸膜液的流变性能，显著地影响膜的形貌，并提高膜的渗透性能、截留性能和机械性能。使用牛血清蛋白(BSA)和腐殖酸(HA)作为过滤介质研究了其亲水性及抗污染性，并分析了膜的传质阻力。研宄发现大分子量PVP和O-MWCNTs的加入，能显著提高膜的亲水性能，使膜表现出更好的渗透能力以及抗污染能力。适量的O-MWCNTs可以明显提高PVB膜的性能，当铸膜液组成为PVB/PVP/O-MWCNTs/DMAc=15/5/0.6/79.4(wt.%),膜表现了最佳的机械性能、渗透性能和抗污染性能。在浸没沉淀法制备超滤膜时，溶剂会影响凝胶速度从而彻底改变膜的性能，开发新溶剂也是改进膜性能的重要途径。通过三元溶解度参数计算发现一些小分子醇可以作为PVB的溶剂，使用浸没沉淀法制备PVB膜。然后，以小分子醇为溶剂用浸没沉淀法制备了PVB平板膜。实验结果表明，PVB/小分子醇铸膜液体系原为延时相分离，但亲水性添加剂的加入可使PVB/乙醇铸膜液体系变为瞬时相分离，且凝胶速率随着铸膜液中聚乙二醇(PEG)含量的增加而逐渐增大，随着PEG分子量的增大而变慢。添加剂的加入会使膜由大空腔海绵孔结构变为贯穿的指状孔结构，膜的BSA渗透通量的变化趋势和纯水通量一致，并且均低于纯水通量，膜对BSA的截留率随着通量高下降。