二氧化鈦原位合成納濾膜成膜研究.pdf

1、二氧化鈦納米粒子由于其出色的親水性和光催化性能，而被廣泛應(yīng)用于納米復(fù)合膜的制備當(dāng)中，來提高膜的抗污染性和分離性能。但是，納米顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象是制備摻雜納米顆粒的復(fù)合膜中不得不面對的問題。一些研究者通過對納米顆粒表面的改性來改善分散性，并取得了一定的效果。然而這樣做不僅步驟繁瑣，而且也損失了一部分納米顆粒的親水性。本文采用鈦酸四丁酯(TBOT)代替二氧化鈦納米顆粒添加到TMC油相中。TBOT在油相中溶解性很好，并能在界面聚合的同時水解生成二

2、氧化鈦，這提高了二氧化鈦在復(fù)合膜中的分散性，并有效抑制團(tuán)聚的發(fā)生。與其它減少團(tuán)聚的方法相比，這更加簡單有效，并且容易工業(yè)化。
　　首先以哌嗪PIP為水相單體，均苯三甲酰氯TMC為油相單體，在油相中添加TBOT，通過原位合成TiO2的方法制備了新型納米復(fù)合納濾膜。對原位生成的二氧化鈦進(jìn)行表征分析，研究了TBOT添加量對納米復(fù)合膜性能和結(jié)構(gòu)的影響。優(yōu)化了界面聚合工藝條件:PIP濃度為2g/L，TMC濃度為1g/L，TBOT添加量為25

3、0mg/L，熱處理條件為80℃，10min時，所制備的納米復(fù)合納濾膜性能最佳，Na2SO4和NaCl的截留率分別為95.3％和54.1％，純水通量為78L/m2h(1MPa，2000ppm)。復(fù)合膜表征實驗結(jié)果顯示，在TBOT添加量較少時，TFN膜表面二氧化鈦納米顆粒分散較好，并未發(fā)現(xiàn)明顯團(tuán)聚。
　　通過相同的界面聚合工藝條件制備了直接在油相和水相添加二氧化鈦的兩種傳統(tǒng)納米復(fù)合膜，并且進(jìn)行膜性能和結(jié)構(gòu)上的對比。實驗結(jié)果表明，原位生

4、成二氧化鈦制備的新型TFN膜具有更出色的分離性能。用X射線光電子能譜(XPS)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和靜態(tài)接觸角表征了復(fù)合膜，結(jié)果顯示這得益于在界面聚合的同時原位生成納米顆粒在膜中具有出色的分散性，并且有效的抑制了團(tuán)聚的發(fā)生。同時在復(fù)合膜表面粗糙度增加和親水性提高的雙重作用下，新型納米復(fù)合膜在通量大幅提升的同時又保持了很高的截留率。
　　最后將制備的新型納米復(fù)合納濾膜應(yīng)用到染料脫鹽中，并進(jìn)行了耐污染性能