聚偏氟乙烯/TiO2-石墨烯雜化膜的制備及其性能

姚 遠，楊彩虹，吳禮光，王 挺，杜春慧

(浙江工商大學 環境科學與工程學院，浙江 杭州 310012)

1 引 言

聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的穩定性，作為超濾膜廣泛使用于生活污水和工業廢水的達標處理及回用等領域。但由于PVDF膜的疏水性，在使用過程中污染物、尤其是微生物易吸附沉積在膜表面引起膜污染，在一定程度上造成膜通量的不可逆衰減[1-2]。因此，提高PVDF膜的抗污染性能是當前超濾膜領域的熱點之一。近年來，結合無機納米材料和聚合物來構建有機/無機雜化膜已成為分離膜領域的研究熱點[3-5]，而無機納米粒子和低維碳納米材料被證明在有機/無機雜化膜中最具有應用價值[6-8]。

表面親水的 TiO2納米粒子同時還具有抗菌性，是用于制備抗污染有機/無機雜化膜的材料之一[9-12]。BEHBOUDI等[10]通過相轉化法制備TiO2填充聚氯乙烯(PVC)雜化超濾膜，發現雜化超濾膜抗污染性能優于PVC超濾膜；但當填充量大于w＞ 2% 時，TiO2納米粒子在PVC中團聚，膜的性能下降。為了改善TiO2納米粒子與PVDF的相容性，SHI等[12]將離子液體(IL)改性的TiO2納米粒子加入PVDF膜中，制備PVDF/IL-TiO2超濾膜，既提升了膜抗污染性能，也保持了納米粒子在膜中的分散性。MADAENI等[13]利用“grafting from”法和原位聚合技術，也保持了TiO2納米粒子在PVDF膜中的分散性。另外，石墨烯材料由于其抗菌活性，也已廣泛應用于雜化膜的構建[14-16]。ZHAO等[14]制備了包含異氰酸酯修飾氧化石墨烯的聚砜(PSF)雜化超濾膜，雜化膜的抗污染性較 PSF膜明顯提高。氧化石墨烯加入PVDF膜后，膜的抗污染性和水通量的提高主要歸功于雜化膜表面親水性提高[15-16]。……