氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜的层层自组装制备及其性能

氧化石墨烯(GO)的片层边缘含有COOH等含氧官能团,因而带负电荷,可以在带正电荷多孔基体上通过层层自组装实现快速沉积。以由3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰的多孔氧化铝管式陶瓷膜为基膜,令GO和聚乙烯亚胺(PEI)以溶液形态在其表面交替沉积实现自组装,继以环氧氯丙烷(ECH)交联之,制备新型氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜。最佳制备工艺是,PEI浓度5 g·L~(-1)、pH(28)9,Na Cl浓度0.3 mol·L~(-1),GO浓度0.6 mg·ml-1、pH(28)4.5,层数2层,ECH用量6.25 ml·L~(-1),50℃条件下处理70 min。层数为1～4层的自组装膜在0.6 MPa操作压力下对2 g·L~(-1)的MgCl_2的截留率分别为90.16%、93.71%、97.54%、92.93%,其中1层自组装膜的渗透通量为21.92 L·m~(-2)·h~(-1)。氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜对4种无机盐的截留率大小为MgCl_2Mg SO4Na ClNa2SO4,符合典型正电荷纳滤膜的特征。