二氧化钛调控基膜结构对氧化石墨烯复合膜性能的影响

摘要

以聚醚砜(PES)超滤膜为基膜,通过聚多巴胺(PDA)表面改性后压力沉积不同量的二氧化钛(TiO2)纳米粒子作为基底,再沉积氧化石墨烯(GO)片层制得TiO2/GO复合分离膜,重点考察基膜表面形貌对GO膜分离性能的影响.通过扫描电子显微镜、接触角测试仪、固体表面Zeta电位分析仪、X射线衍射分析仪等对有无TiO2沉积层的GO复合膜进行表征,并考察TiO2沉积量对GO复合膜分离性能的影响.结果表明,TiO2纳米粒子以团簇状态均匀分布在改性的超滤膜表面,随TiO2沉积量的增加,团簇密度增大,GO沉积后表层的峰谷结构更为明显,但表层的层间距并无明显改变.TiO2/GO复合膜的水通量随TiO2沉积量的增加而明显增大,TiO2的沉积对GO沉积量低的复合膜通量的影响更明显,当GO沉积量为4.11μg/cm2,TiO2沉积量为20.55μg/cm2时,复合膜的水通量较无TiO2的复合膜提高了108.38％.复合膜对无机盐溶液的截留性能主要基于膜表面所带负电的道南排斥作用,TiO2/GO复合膜对刚果红的截留率在99％以上,对甲基橙的截留率可达82％,TiO2层的加入并未降低复合膜的截留效果.