表面修饰TiO2SiO2聚砜复合膜及性能研究.pdfVIP

摘 要 工业和生活中产生的废水特别是含油废水的处理和回用，对解决水资源短 缺、保护生态环境和维持人类可持续发展具有重要的意义。膜分离法不仅能耗低、 操作简单，而且可以有效地去除乳化油和溶解油，从而被广泛的应用。但是聚砜 膜在处理含油废水和污水时易被油等污染物所污染，从而膜的性能大大降低，不 能够持续使用。所以，研究和提高聚砜膜综合性能具有重要的意义。 TiO -SiO 复合材料因具有丰富的 Brönsted 酸位，所以表现出超亲水性，在 2 2 填充到聚砜膜中后有望提高膜的综合性能。本文对超亲水性 TiO -SiO 复合材料 2 2 的表面进行硅烷化和磷酸化改性，制备了具有强亲水性、低表面能的表面修饰 TiO -SiO 复合粒子（SM-TS 粒子），并将其填充到聚砜膜中，通过相转化法制 2 2 备出了 SM-TS/PSF 复合膜。文中对适宜的 SM-TS/PSF 复合膜制备条件进行了确 定，即：PSF 含量为制膜液的 15wt.%，选PEG400 为致孔剂，PEG400 含量为制 膜液的 4wt.% ，SM-TS 粒子的添加量为 PSF 的 10wt.%。 用 SEM 和 FT-IR 对 SM-TS/PSF 复合膜进行表征，结果表明 SM-TS 粒子均 匀分布在复合膜中。SM-TS 粒子的填充对复合膜的亲水性、机械性能和超滤水 通量都有了显著的改善。 2 用 SM-TS/PSF 复合膜处理 46mg/L 的含油废水，膜通量达到 127L/m h ，膜 分离液中油含量为 3.7mg/L，油截留率达到 92% ；结果符合我国石油开发工业水 污染物排放标准 （油含量≤10mg/L ）。复合膜在连续运行两个月后，通过定期对 2 其进行清洗，复合膜表现出很高的通量恢复率，膜通量维持在 100 L/m h 以上。 此外，本文还对 SM-TS 粒子的结构和膜分离过程进行了理论分析，解释了 复合膜的亲水性、机械强度和耐污染性提高的原因，为复合膜理论的深入研究打 下了基础。 关键词：抗污染性；聚砜；复合膜；表面修饰 TiO -SiO 复合材料；含油废水 2 2 ABSTRACT The treatment and reuse of the waste water especially waste water containing oil from industry and household have great significances, in terms of solving the problem of shortage of water resources, protecting environment and maintaining sustainable development of human beings. Membrane processes have received significant attention as a promising technology for separation of liquid mixtures and water purification processes because of their simple operation, low operating costs and effective removement of the emulsified and soluble oi