Ag 2 CO 3 @PVDF/氧化石墨烯超滤膜及其分离性能
发布时间：2021-02-10 20:47
以聚偏氟乙烯（PVDF）为聚合物,氧化石墨烯（GO）为添加剂,聚乙烯吡咯烷酮（PVP-K30）为致孔剂,N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂配制铸膜液,借助相转化法制备了PVDF/GO膜（PGM）,并通过原位共沉反应在PGM表面沉积Ag2CO3得到Ag2CO3@PVDF/GO复合膜（AgC-PGM）;使用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、水接触角、纯水通量、BSA截留率和三维荧光光谱（3D-EEM）考察了膜材料的形貌、亲水性、水通量和分离性。结果表明,当添加GO为0.4%（质量）,AgNO3(5.0mmol·L-1)与Na2CO3(2.5mmol·L-1)共沉反应3次得到AgC-PGM;与PVDF膜(132.8L·m-2·h-1)相比,AgC-PGM呈现出较高的亲水性和纯水通量(237.4L·m-2·h
【文章来源】：化工学报. 2017,68(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
复合PVDF膜的制备Fig.1SchematicillustratingpreparationofcompositePVDFmembranes
化工学报第68卷·2172·图2不同GO添加量的PGM对应纯水通量和BSA截留率Fig.2PurewaterfluxandBSArejectionofPGMwithdifferentcontentsofGO属富含氧的碳材料，在PVDF铸膜液中呈现出良好的分散性，然而当其添加量大于0.4%时，成膜性劣化，严重地降低了PGM的机械强度，这是基于微观的空间位阻和黏滞性等所致[24-26]。为此，纳米材料改性聚合物膜时，确定其添加量是至关重要的。在本实验条件下确定的最佳GO添加量为0.4%。为了强化PGM的抗污染性，借助AgNO3/Na2CO3共沉淀反应，在PGM内、外层原位沉积了Ag2CO3得到了AgC-PGM，其纯水通量和BSA截留率随Ag2CO3沉积次数的变化如图3所示。由图可知，PGM的纯水通量随沉积次数增加逐渐降低，而对BSA截留率却呈现渐增趋势，表明随共沉反应次数，Ag2CO3粒子镶嵌于PGM表面与孔隙内，堵塞了部分膜孔，致使纯水通量变校综合考察，当沉积3次时，AgC-PGM的纯水通量达到237.4L·m2·h1，对BSA截留率为78.9%，显现出良图3沉积不同次数的Ag2CO3对应纯水通量和BSA截留率Fig.3PurewaterfluxandBSArejectionofAgC-PGMwithdifferentprecipitatingtimes好的分离性能。因此，本实验条件下Ag2CO3最佳沉积次数为3，从而获得最优PVDF复合膜，AgC-PGM。选用最优AgC-PGM过滤BSA溶液的纯水通量变化见图4。由图可见，PGM和AgC-PGM的初始纯水通量分别为304L·m2·h1和220L·m2·h1，而PVDF膜仅有136L·m2·h1，随过滤时间其纯水通量逐渐下降，且起初衰减较快，而后趋于平缓。在过滤BSA溶液90min后PGM和AgC-PGM纯水通量相继降至97L·m2·h1和137L·m2·h1，由图5可知，其通量衰减率依次为68.0%和37.7%；
terfluxandBSArejectionofPGMwithdifferentcontentsofGO属富含氧的碳材料，在PVDF铸膜液中呈现出良好的分散性，然而当其添加量大于0.4%时，成膜性劣化，严重地降低了PGM的机械强度，这是基于微观的空间位阻和黏滞性等所致[24-26]。为此，纳米材料改性聚合物膜时，确定其添加量是至关重要的。在本实验条件下确定的最佳GO添加量为0.4%。为了强化PGM的抗污染性，借助AgNO3/Na2CO3共沉淀反应，在PGM内、外层原位沉积了Ag2CO3得到了AgC-PGM，其纯水通量和BSA截留率随Ag2CO3沉积次数的变化如图3所示。由图可知，PGM的纯水通量随沉积次数增加逐渐降低，而对BSA截留率却呈现渐增趋势，表明随共沉反应次数，Ag2CO3粒子镶嵌于PGM表面与孔隙内，堵塞了部分膜孔，致使纯水通量变校综合考察，当沉积3次时，AgC-PGM的纯水通量达到237.4L·m2·h1，对BSA截留率为78.9%，显现出良图3沉积不同次数的Ag2CO3对应纯水通量和BSA截留率Fig.3PurewaterfluxandBSArejectionofAgC-PGMwithdifferentprecipitatingtimes好的分离性能。因此，本实验条件下Ag2CO3最佳沉积次数为3，从而获得最优PVDF复合膜，AgC-PGM。选用最优AgC-PGM过滤BSA溶液的纯水通量变化见图4。由图可见，PGM和AgC-PGM的初始纯水通量分别为304L·m2·h1和220L·m2·h1，而PVDF膜仅有136L·m2·h1，随过滤时间其纯水通量逐渐下降，且起初衰减较快，而后趋于平缓。在过滤BSA溶液90min后PGM和AgC-PGM纯水通量相继降至97L·m2·h1和137L·m2·h1，由图5可知，其通量衰减率依次为68.0%和37.7%；而PVDF膜的通量衰减率则达83.1%，意味着在PVDF膜中添加适量的GO和Ag2CO3可?
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米氧化石墨烯改性PVDF微滤膜在MBR中的抗污染性能[J]. 赵传起,杨悦锁,徐晓晨,杨凤林. 化工学报. 2017(01)
[2]两亲性共聚物共混PVDF超滤膜的界面性质与抗蛋白质污染的研究[J]. 孟晓荣,鲁冰雪,付东会,辛晓强,唐卫婷. 环境科学. 2016(06)
[3]高性能MWCNTs-OH修饰聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜的制备[J]. 王薇,张杰,张宇峰. 高分子学报. 2016(05)
[4]聚偏氟乙烯接枝甲基丙烯酸甲酯油水分离膜的研究[J]. 闫凯波,郭贵宝,刘金彦,黄强,张嘉汉. 高分子学报. 2016(05)
[5]碳纳米管对聚偏氟乙烯膜的共混改性研究[J]. 王辉,苗超林,陈改荣. 化学研究与应用. 2016(02)
[6]石墨烯-聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能表征[J]. 张立彬,王金清,杨生荣,孔祥正. 高分子学报. 2014(11)
[7]Ag3PO4改性PVDF超滤膜的结构与性能[J]. 周婕,文晨,吴佳朋,肖长发. 化工学报. 2015(01)
[8]处理油库污水的改性PVDF超滤膜结构与性能[J]. 竺柏康,王北福. 化工学报. 2013(10)
[9]功能化TiO2纳米管改性聚偏氟乙烯杂化膜的结构与性能[J]. 宋雪,文晨,孙炜,肖长发. 膜科学与技术. 2012(04)
本文编号：3027964
【文章来源】：化工学报. 2017,68(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
复合PVDF膜的制备Fig.1SchematicillustratingpreparationofcompositePVDFmembranes
化工学报第68卷·2172·图2不同GO添加量的PGM对应纯水通量和BSA截留率Fig.2PurewaterfluxandBSArejectionofPGMwithdifferentcontentsofGO属富含氧的碳材料，在PVDF铸膜液中呈现出良好的分散性，然而当其添加量大于0.4%时，成膜性劣化，严重地降低了PGM的机械强度，这是基于微观的空间位阻和黏滞性等所致[24-26]。为此，纳米材料改性聚合物膜时，确定其添加量是至关重要的。在本实验条件下确定的最佳GO添加量为0.4%。为了强化PGM的抗污染性，借助AgNO3/Na2CO3共沉淀反应，在PGM内、外层原位沉积了Ag2CO3得到了AgC-PGM，其纯水通量和BSA截留率随Ag2CO3沉积次数的变化如图3所示。由图可知，PGM的纯水通量随沉积次数增加逐渐降低，而对BSA截留率却呈现渐增趋势，表明随共沉反应次数，Ag2CO3粒子镶嵌于PGM表面与孔隙内，堵塞了部分膜孔，致使纯水通量变校综合考察，当沉积3次时，AgC-PGM的纯水通量达到237.4L·m2·h1，对BSA截留率为78.9%，显现出良图3沉积不同次数的Ag2CO3对应纯水通量和BSA截留率Fig.3PurewaterfluxandBSArejectionofAgC-PGMwithdifferentprecipitatingtimes好的分离性能。因此，本实验条件下Ag2CO3最佳沉积次数为3，从而获得最优PVDF复合膜，AgC-PGM。选用最优AgC-PGM过滤BSA溶液的纯水通量变化见图4。由图可见，PGM和AgC-PGM的初始纯水通量分别为304L·m2·h1和220L·m2·h1，而PVDF膜仅有136L·m2·h1，随过滤时间其纯水通量逐渐下降，且起初衰减较快，而后趋于平缓。在过滤BSA溶液90min后PGM和AgC-PGM纯水通量相继降至97L·m2·h1和137L·m2·h1，由图5可知，其通量衰减率依次为68.0%和37.7%；
terfluxandBSArejectionofPGMwithdifferentcontentsofGO属富含氧的碳材料，在PVDF铸膜液中呈现出良好的分散性，然而当其添加量大于0.4%时，成膜性劣化，严重地降低了PGM的机械强度，这是基于微观的空间位阻和黏滞性等所致[24-26]。为此，纳米材料改性聚合物膜时，确定其添加量是至关重要的。在本实验条件下确定的最佳GO添加量为0.4%。为了强化PGM的抗污染性，借助AgNO3/Na2CO3共沉淀反应，在PGM内、外层原位沉积了Ag2CO3得到了AgC-PGM，其纯水通量和BSA截留率随Ag2CO3沉积次数的变化如图3所示。由图可知，PGM的纯水通量随沉积次数增加逐渐降低，而对BSA截留率却呈现渐增趋势，表明随共沉反应次数，Ag2CO3粒子镶嵌于PGM表面与孔隙内，堵塞了部分膜孔，致使纯水通量变校综合考察，当沉积3次时，AgC-PGM的纯水通量达到237.4L·m2·h1，对BSA截留率为78.9%，显现出良图3沉积不同次数的Ag2CO3对应纯水通量和BSA截留率Fig.3PurewaterfluxandBSArejectionofAgC-PGMwithdifferentprecipitatingtimes好的分离性能。因此，本实验条件下Ag2CO3最佳沉积次数为3，从而获得最优PVDF复合膜，AgC-PGM。选用最优AgC-PGM过滤BSA溶液的纯水通量变化见图4。由图可见，PGM和AgC-PGM的初始纯水通量分别为304L·m2·h1和220L·m2·h1，而PVDF膜仅有136L·m2·h1，随过滤时间其纯水通量逐渐下降，且起初衰减较快，而后趋于平缓。在过滤BSA溶液90min后PGM和AgC-PGM纯水通量相继降至97L·m2·h1和137L·m2·h1，由图5可知，其通量衰减率依次为68.0%和37.7%；而PVDF膜的通量衰减率则达83.1%，意味着在PVDF膜中添加适量的GO和Ag2CO3可?
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米氧化石墨烯改性PVDF微滤膜在MBR中的抗污染性能[J]. 赵传起,杨悦锁,徐晓晨,杨凤林. 化工学报. 2017(01)
[2]两亲性共聚物共混PVDF超滤膜的界面性质与抗蛋白质污染的研究[J]. 孟晓荣,鲁冰雪,付东会,辛晓强,唐卫婷. 环境科学. 2016(06)
[3]高性能MWCNTs-OH修饰聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜的制备[J]. 王薇,张杰,张宇峰. 高分子学报. 2016(05)
[4]聚偏氟乙烯接枝甲基丙烯酸甲酯油水分离膜的研究[J]. 闫凯波,郭贵宝,刘金彦,黄强,张嘉汉. 高分子学报. 2016(05)
[5]碳纳米管对聚偏氟乙烯膜的共混改性研究[J]. 王辉,苗超林,陈改荣. 化学研究与应用. 2016(02)
[6]石墨烯-聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能表征[J]. 张立彬,王金清,杨生荣,孔祥正. 高分子学报. 2014(11)
[7]Ag3PO4改性PVDF超滤膜的结构与性能[J]. 周婕,文晨,吴佳朋,肖长发. 化工学报. 2015(01)
[8]处理油库污水的改性PVDF超滤膜结构与性能[J]. 竺柏康,王北福. 化工学报. 2013(10)
[9]功能化TiO2纳米管改性聚偏氟乙烯杂化膜的结构与性能[J]. 宋雪,文晨,孙炜,肖长发. 膜科学与技术. 2012(04)
本文编号：3027964
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