抗污染GO-Ag/F127/PVDF复合膜改性研究

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本文基于纳米复合改性剂GO-Ag和两亲性聚合物F127制备亲水性好抗污染能力强的GO-Ag/F127/PVDF复合改性膜。密闭氧化法制备的二维平面结构氧化石墨烯(GO)作为载体,AgNO3作为反应前驱体,KOH溶液作为GO的还原活性激活剂,PVP作为分散剂,通过溶液热还原法制备了结构良好的纳米复合改性剂GO-Ag,并研究不同条件下制备的GO-Ag的品质和性能。FTIR特征吸收光谱和XRD散射光谱证明了原位还原反应产生了 GO-Ag,SEM图显示出制备的GO和GO-Ag具有超薄片层结构且纳米粒径的AgNPs均匀分布在GO片层上形成分散性良好的纳米复合改性剂GO-Ag。将功能性添加剂GO-Ag和两亲性添加剂F127直接共混,以去离子水为凝胶浴通过浸没沉淀相转化法制备了 GO-Ag/F127/PVDF改性膜。通过FTIR、XRD、UV-vis、XPS、SEM、AFM验证了改性膜的化学组成、截面孔结构和表面形貌;利用接触角、抗菌活性评价、NOM污染组分过滤性能评价来表征改性膜的亲水性、抗污染能力、通透性。当GO-Ag和F127的添加量分别为0.25 wt.%和1.5 wt.%时,改性膜具有最佳的亲水性、纯水通量、通量恢复率、孔隙率、抗菌活性、抗BSA污染和NOM组分污染能力。将GO和AgNO3与两亲性添加剂F127共混于溶剂DMF中,再以原位还原反应引入功能改性剂GO-Ag,以去离子水为凝胶浴通过浸没沉淀相转化法制备了指状孔与海绵孔相间的 GO-Ag/F127/PVDF 改性膜。通过 FTIR、XRD、UV-vis、EDX、TG、SEM、AFM表征改性膜的化学组成、热稳定性、孔结构;利用动态接触角测试、抗菌活性测试、过滤性能评价表征GO-Ag/F127/PVDF改性膜的表面润湿性、抗菌效果、通透性。当 GO、AgNO3、F127 的含量分别为 0.20 wt.%、1.0 wt.%、1.8 wt.%时,GO-Ag/F127/PVDF改性膜的表面润湿性、过滤性能、抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌效果最佳。
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