【摘 要】
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纳滤膜技术是分离性能介于超滤膜和反渗透膜技术之间的一种分离膜技术,由于它自身独特的结构和分离特性,目前在海水淡化、饮用水处理、食品加工、医药卫生、脱盐浓缩等多个领域很受欢迎,是当今膜技术的研究热点。目前,国内外的纳滤膜存在水通量偏低、抗污染能力不好等问题,从而限制了纳滤膜技术性能的更好发挥,决定纳滤膜性能好坏的核心是纳滤膜材料,因此,制备出高性能的纳滤膜材料是非常重要的。本论文的研究是在分析了国内
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纳滤膜技术是分离性能介于超滤膜和反渗透膜技术之间的一种分离膜技术,由于它自身独特的结构和分离特性,目前在海水淡化、饮用水处理、食品加工、医药卫生、脱盐浓缩等多个领域很受欢迎,是当今膜技术的研究热点。目前,国内外的纳滤膜存在水通量偏低、抗污染能力不好等问题,从而限制了纳滤膜技术性能的更好发挥,决定纳滤膜性能好坏的核心是纳滤膜材料,因此,制备出高性能的纳滤膜材料是非常重要的。本论文的研究是在分析了国内外纳滤膜材料研究的基础上,以无水哌嗪和均苯三甲酰氯为两相单体,选取不同的纳米材料为添加材料,以聚醚砜超滤膜为支撑体,采用界面聚合的方法,制备具有低压高通量、抗污染的聚酰胺复合纳滤膜材料,并对制备的复合纳滤膜进行性能研究。以无水哌嗪和均苯三甲酰氯分别作为水相和油相单体,在水相溶液中均匀分散磺酸基修饰的氧化石墨烯（SGO）,使用聚醚砜超滤膜为支撑体,采用界面聚合的方法制备SGO改性复合纳滤膜。通过考察不同浓度SGO对膜结构和性能的影响,确定最佳制膜条件。通过FTIR、XPS、SEM、AFM、接触角、Zeta电位等分析手段,对复合纳滤膜的结构和性能进行系统的评价。当SGO添加量为0.03%时,所制备的聚酰胺复合膜效果最好,亲水能力提升,纯水通量增大至45.85 L·（m2·h）-1,对Na Cl的截留率为21.96%,对Na2SO4截留率为98.99%,能对一价盐和二价盐有效分离,并且抗污染能力增强。为了使纳米材料在膜中稳定存在,使用氨基修饰的氧化石墨烯（NGO）作为水相添加材料,使NGO中的氨基和水相单体中的氨基同时与酰氯基团发生反应,制备NGO改性复合纳滤膜。通过FTIR、拉曼、TEM、接触角、分离性能测试等分析手段,系统评价膜的结构和性能。制备的复合膜的厚度减小,交联度增加,亲水能力增强,水通量增至106.77 L·（m2·h）-1,对Na2SO4截留率保持在97%以上。为了实现复合纳滤膜的自清洁功能,选取具有光催化功能的氮化碳（C3N4）作为水相添加材料,使用界面聚合的方法制备C3N4改性复合纳滤膜。通过调控扩散系数和添加量等制膜工艺,确定制膜的最优配方。所制备的复合纳滤膜能有效截留二价盐离子,纯水通量(132.7 L·（m2·h）-1)是原始纳滤膜的六倍。使用亚甲基蓝水溶液对复合纳滤膜开展染料截留和光催化自清洁能力实验,复合纳滤膜展现出良好的截留性能（97%以上）和光催化自清洁能力。
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