多壁碳納米管-聚酰胺復(fù)合膜的制備與表征.pdf

1、碳納米管因其獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)和較好的親水性以及穩(wěn)定的化學(xué)性能，高比表面積，具有很好的吸附性能，為復(fù)合膜提供了良好的載體和過濾介質(zhì)，成為其中較理想的無機(jī)添加劑。本文以聚砜底膜為支撐膜，哌嗪和均苯三甲酰氯為單體，通過界面聚合并將改性后的多壁碳納米管嵌入聚酰胺復(fù)合膜中。在此基礎(chǔ)上，表征了復(fù)合膜，考察了其滲透性能和耐污染性能。
　　首先采用混酸H2SO4/HNO3處理多壁碳納米管制備了羧基化碳管，并與哌嗪反應(yīng)制備胺化的多壁納米碳管，將多壁碳

2、納米管進(jìn)行親水性極性處理;繼而以多壁碳納米管和甲基丙烯酸甲酯為原料，十二烷基硫酸鈉為乳化劑，AIBN為偶聯(lián)劑，采用微乳液聚合方法來接枝聚甲基丙烯酸甲酯，對(duì)多壁碳納米管進(jìn)行親油性非極性處理。并對(duì)兩者產(chǎn)物進(jìn)行表征，表征結(jié)果顯示所需的官能團(tuán)都已成功接到多壁碳納米管上，并用于復(fù)合膜的制備。
　　以聚砜超濾膜為基膜，以均苯三甲酰氯為油相單體和哌嗪為水相單體，采用界面聚合法嵌入改性后的多壁納米碳管制備聚酰胺復(fù)合膜。采用傅立葉紅外光譜(FTIR

3、)、拉曼光譜（RAMAN）、X射線光電子能譜(XPS)和掃描電子顯微鏡(SEM)和靜態(tài)接觸角表征了復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明基膜表面復(fù)合了一層聚哌嗪酰胺膜。
　　繼而對(duì)接枝聚甲基丙烯酸甲酯碳納米管嵌入聚酰胺復(fù)合膜的制備方法進(jìn)行了探索，對(duì)微乳液聚合的條件以及界面聚合制備復(fù)合膜的條件展開研究，詳細(xì)研究了微乳液聚合的原料比、反應(yīng)時(shí)間以及制膜過程中的水相濃度，有機(jī)相濃度，界面聚合反應(yīng)時(shí)間，多壁碳納米管濃度等制膜條件對(duì)復(fù)合納濾膜分離性能的影響。

4、
　　最后將本實(shí)驗(yàn)制備的復(fù)合膜實(shí)際應(yīng)用到對(duì)水中消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物的去除當(dāng)中，并進(jìn)行了耐污染性能的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜處理之后腐殖酸溶液的顏色明顯消失，經(jīng)紫外分光光度計(jì)測(cè)試脫除率基本達(dá)到99％以上，且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后經(jīng)稀酸清洗，耐污染性恢復(fù)能力基本達(dá)到90％以上。
　　還用自制的電場(chǎng)對(duì)聚酰胺復(fù)合膜內(nèi)的碳管定向排列進(jìn)行嘗試，分別考察了電場(chǎng)作用時(shí)間以及電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)其的影響，發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的增加或強(qiáng)度的增加復(fù)合膜的滲透性能有明顯的變化，說明聚酰胺