SnO2-GO原位还原改性PVDF膜及其抗污染性能
2021-01-05李林飞陈桂娥曹旭晖
李林飞,陈 镇,陈桂娥,曹旭晖
(上海应用技术大学 化学与环境工程学院,上海 201418)
聚偏氯乙烯(PVDF)膜材料具有耐化学性、耐热性和抗冲击性等优点[1],常应用于化工、环境等领域。然而,PVDF膜的亲水性相对较差,导致PVDF膜在水处理方面的应用受到限制[2-3]。因此对PVDF膜进行改性,提高其亲水性能,成为了许多科研人员的研究重点,其中共混无机纳米粒子是一种操作简便和效果优良的改进方法。常用的改性材料有TiO2、SiO2、Al2O3、ZnO等[4-6]。马志刚等[6]制备了一种PVDF/GO-ZnO改性膜,相比于目前PVDF/GO改性膜,其亲水性和牛血清蛋白的抗污染性和恢复通量具有显著地提升,但在截留率方面表现较差。氧化石墨烯(GO)材料是一种工业新型材料,有十分广泛的工业应用发展空间。因在其外部存在有较多的易吸附水分子的基团(羧基、羟基、环氧基),而对混合膜的透水性改善方面有着不可估量的潜力。如果仅仅添加GO粒子混合改性对PVDF膜水通量的提升往往不大,目前许多科研工作者开始尝试将无机纳米粒子与有机GO进行混合后,如添加GO-SiO2、GO-TiO2等[6-7],对膜进行亲水性的改性。这些无机物和纳米粒子的大量加入,可以向薄膜中引入更多的有机亲水基官能团。SnCl2原位还原所得的SnO2是一种亲水性的化学物质,将其直接加入疏水膜中可以改善疏水膜的截留性能、亲水性和抗污染性能[8]。目前,利用SnCl2改性GO并将其添加到PVDF中进行改性的相关研究还未见报道。
本文通过在PVDF铸膜液中添加SnCl2与GO,其中SnCl2结合GO中的含氧基团,原位生长还原为SnO2,并与GO紧密相连,从而形成SnO2-GO/PVDF膜,改性膜具有水通量382 L·m-2·h-1和截留率高达96%,同时恢复通量率能够达到96%,具有优异的抗污染性能。……
