铜纳米线导电微滤膜的制备、性质表征及应用

摘要

将适量铜纳米线(Cu-NWs)添加到常规聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,通过相转化法制备Cu-NWs导电微滤膜,表征其过滤及导电性能,并将其置于膜生物反应器(MBR)中长期运行,研究其污染物去除效果及膜污染行为,可为污水处理MBR系统的低成本稳定运行提供新途径.结果表明,添加适量基于铸膜液质量的Cu-NWs,所得微滤膜的膜通量为721.9L/(m2·h),膜面接触角为57.9°,同时,其起始电势、欧姆内阻及活化内阻分别为315.0mV、2.4?和6.9?,均优于商用PVDF微滤膜.扫描电子显微镜(SEM)观察发现,Cu-NWs在膜面活性层交织形成了良好的导电网络.将其制作成膜组件安装于MBR系统中,兼用作阴极,COD、氨氮、TN和TP的去除率分别为91.5％、99.3％、76.3％和76.2％,高于对照MBR系统.连续运行146d,TMP始终低于25kPa,无需清洗膜组件.傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析表明,膜面污染物质主要是蛋白质和多糖,膜面EPS含量远低于商用PVDF膜.所制备新型Cu-NWs导电微滤膜具有较好的稳定性、耐用性和抗污染性,应用前景广阔.