【摘要】：為提高氧化石墨烯(GO)膜的水通量和對腐殖酸(HA)的抗污染性能,在GO中摻雜碳納米管(CNT)制備出GO-CNT三維復合膜.結果顯示,復合膜表面較GO膜粗糙,CNT均勻分散在GO片層中,構成三維網狀結構.負載量為30μg/cm~2的GO-20%CNT膜對HA截留效果達90%以上,水通量相比GO膜提高了2倍.酸性條件下,HA分子發(fā)生團聚增大、負電性減弱,GO-CNT復合膜對HA的截留率提高、通量較低.增加溶液中離子強度會壓縮膜表面雙電層導致Donnan效應減弱,GO-CNT復合膜對HA截留率從90.2%降至31.9%.GO-CNT三維復合膜過濾HA 1h后通量下降了10.95%,水洗1h后,膜通量恢復率達99.68%,較GO膜提高了6.18%,具有優(yōu)良的抗污染特性.
【圖文】：

4558中國環(huán)境科學37卷通過U-3010紫外/可見分光光度計測定HA溶液吸光度并計算出濃度.在膜的抗污染實驗測試中,膜通量下降:Rt(%)=(1-Jp/Jw,1)×100(3)通量恢復率:FR(%)=Jw,2/Jw,1×100(4)式中:Jw,1為純水通量,L/(m2hbar);Jp為過濾HA1h后測得的純水通量,L/(m2hbar);Jw,2為過濾HA后水清洗1h后的純水通量,L/(m2hbar).2結果與討論2.1膜的形貌與結構表征從圖1(a)~(d)可以看出GO,膜表面層狀堆疊,存在許多褶皺,膜表面平整,沒有明顯的缺陷,這與通過壓濾法制得的GO膜結果一致[14].CNT已經均勻分散在GO片層中,隨著摻入比例的增加,在膜表面可以觀察到更多的CNT.GO與CNT通過共價鍵結合,CNT的摻入減少了GO層間的疊加,使表面呈有序的網狀結構,形成三維傳質通道.經過處理的CNT分散均勻,無團聚現(xiàn)象,隨著摻入CNT量的增多,膜表面越來越不平整.由圖1(e)~(f)可知,GO與GO-CNT復合膜表面起伏不平,且隨著CNT摻入量的增加,膜粗糙度從280nm增加到366nm.原因可能是因為GO膜呈片狀,表面比較光滑,CNT的加入一部分滲入到片層間,一部分沉積在膜表面,導致膜表面粗糙度增加.AFM測定證實了此現(xiàn)象.(a)(b)(c)(d)(e)2803003203403601020304050數(shù)平均粗糙度算n()mCNT含量(%)0(f)圖1GO-CNT膜的表面形貌及粗糙度Fig.1SurfaceimagesandroughnessofGO-CNTcompositemembranes(a)~(d)分別為GO、GO-10%CNT、GO-20%CNT、GO-50%CNT膜的SEM圖;(e)GO-20%CNT膜的AFM圖;(f)GO-CNT膜表面粗糙度

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