膜科学与技术学报

抽象的

功能化多壁碳纳米管对海水淡化用二醋酸纤维素基正渗透膜结构和性能的影响

赵秀兰、盛建芳、朱丽静、张安江、薛立新

为了提高海水淡化过程中纤维素二醋酸酯(CDA)基正向渗透(FO)膜的性能，将功能化多壁碳纳米管(MWCNTs)以不同比例(0～5 wt%)共混到溶液中，采用经典相转化法制备FO膜。利用傅里叶传输红外(FTIR)光谱、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、过渡电子显微镜(TEM)、水通量和反向溶质通量测试对所形成膜的结构和性能进行表征。研究发现，功能化MWCNTs的含量是影响共混膜形貌、孔结构和性能的重要因素。共混膜的SEM、AFM和TEM图像表明，共混膜的表面形貌和横截面形貌随着功能化MWCNTs含量的变化而变化。有趣的是，在存在功能化 MWCNT 的情况下，FO 膜的表面接触角和反向溶质通量可以大大改善，而不会显著影响纯水通量。仅添加约 1 wt% MWCNT，CDA 基 FO 膜的水通量就从 10.5 增加到 12.5 L/m2h，而其反向溶质通量从 1.8 降低到 0.3 mol/m2h 以下。使用 3.5 wt% 模拟海水进料溶液进行的脱盐测试表明，与纯 CDA FO 膜相比，含有 1 wt% MWCNT 的共混膜的水通量高 366%，反向溶质通量低 53%。这些结果表明，用功能化 MWCNT 改性的 CDA 基 FO 膜具有良好的潜力，可以在海水淡化过程中进一步开发用于实际应用。