氧化石墨烯/碱式硫酸铝掺杂聚醚砜/聚酰胺复合纳滤膜的制备及其性能

先由氧化石墨烯(GO)、硫酸铝和尿素通过水热法制得氧化石墨烯/碱式硫酸铝(GO-BAS)复合物,继与哌嗪(PIP)溶液共混作为水相;均苯三甲酰氯(TMC)溶于正己烷作为有机相;采用界面聚合法使两相单体在聚醚砜(PES)基膜表面形成聚酰胺(PA)功能层,制得氧化石墨烯/碱式硫酸铝复合物掺杂的聚醚砜/聚酰胺(PES-PA-GO-BAS)复合纳滤平板膜,并在较低的工作压力(0.3 MPa)下对其进行性能研究。其对无机盐溶液的截留率依次为:Na——2SO_4(91.08%)>MgSO_4(83.42%)>MgCl——2(68.97%)>NaCl(17.62%);纯水通量可达24.19 L·m^(-2)·h^(-1),较之聚酰胺纳滤膜提高了近60%,且具备良好的稳定性和耐碱性。

氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜的层层自组装制备及其性能

氧化石墨烯(GO)的片层边缘含有COOH等含氧官能团,因而带负电荷,可以在带正电荷多孔基体上通过层层自组装实现快速沉积。以由3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰的多孔氧化铝管式陶瓷膜为基膜,令GO和聚乙烯亚胺(PEI)以溶液形态在其表面交替沉积实现自组装,继以环氧氯丙烷(ECH)交联之,制备新型氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜。最佳制备工艺是,PEI浓度5 g·L^(-1)、pH(28)9,Na Cl浓度0.3 mol·L^(-1),GO浓度0.6 mg·ml-1、pH(28)4.5,层数2层,ECH用量6.25 ml·L^(-1),50℃条件下处理70 min。层数为1～4层的自组装膜在0.6 MPa操作压力下对2 g·L^(-1)的MgCl_2的截留率分别为90.16%、93.71%、97.54%、92.93%,其中1层自组装膜的渗透通量为21.92 L·m^(-2)·h^(-1)。氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜对4种无机盐的截留率大小为MgCl_2>Mg SO4>Na Cl>Na2SO4,符合典型正电荷纳滤膜的特征。