弱可见光催化活性La-TiO2-还原氧化石墨烯填充聚偏氟乙烯共混膜的构建

摘要

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的通量及抗污染性能,首先利用吸附相反应技术耦合乙醇热处理制备La掺杂TiO2-还原氧化石墨烯(La-TiO2-RGO),再将其与PVDF共混制备La-TiO2-RGO/PVDF抗污染超滤膜.结果 表明,均匀分散于PVDF高分子中表面亲水的La-TiO2-RGO增多,La-TiO2-RGO/PVDF共混膜的水通量和抗污染性能也显著提升.当La-TiO2-RGO/PVDF共混膜中出现团聚体,则会削弱其膜通量和抗污染性.在La-TiO2-RGO填充量(与PVDF质量比)为2.0％时,La-TiO2-RGO/PVDF共混膜具有最优纯水通量.La-TiO2-RGO/PVDF共混膜最高纯水通量可达171.5 L·m-2·h-1,是PVDF膜的5倍以上,其通量衰减速率也明显低于PVDF膜.另外,由于La-TiO2-RGO具有可见光催化活性,被污染后的La-TiO2-RGO/PVDF共混膜经过光照处理后用水清洗,其膜通量恢复率较直接用水清洗后的通量恢复率大幅提高;热处理温度升高,La-TiO2-RGO弱可见光活性增强,光照后La-TiO2-RGO/PVDF共混膜通量恢复率变大.但过高热处理温度抑制了La-TiO2-RGO中Ti3+形成,且削弱其光活性,La-TiO2-RGO/PVDF共混膜通量恢复率反而下降;对于La-TiO2-RGO填充量为2.0％的La-TiO2-RGO/PVDF共混膜,被污染后分别采用直接水清洗、仅光照处理2h、先光照处理2h后水清洗的膜通量恢复率分别为79.28％、52.42％、90.01％.