原位植入TiO_2纳米颗粒改性聚砜超滤膜及其抗生物污染性能研究 优先出版.pdf

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1、第37卷第5期环境科学学报Vol．37，No．52017年5月ActaScientiaeCircumstantiaeMay，2017DOI:10．13671/j．hjkxxb．2016．0428黄小川，王小，杨宏伟，等．2017．原位植入TiO2纳米颗粒改性聚砜超滤膜及其抗生物污染性能研究［J］．环境科学学报，37(5):1711-1721HuangXC，WangXM，YangHW，etal．2017．Preparationandanti-biofoulingperformanceofPSf/TiO2ultrafilt

2、rationmembranebyin-situembedmentapproach［J］．ActaScientiaeCircumstantiae，37(5):1711-1721原位植入TiO2纳米颗粒改性聚砜超滤膜及其抗生物污染性能研究*黄小川，王小，杨宏伟，解跃峰清华大学环境学院，环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，北京100084收稿日期:2016-07-25修回日期:2016-11-07录用日期:2016-11-07摘要:选用TiO2纳米颗粒通过原位植入法对聚砜超滤膜表面进行改性，通过调节pH及沉淀浴中TiO2浓

3、度制备出不同TiO2覆盖率的改性聚砜超滤膜，并分别用扫描电子显微镜、接触角测定仪、激光共聚焦显微镜等对改性膜性能进行评价．结果表明，pH为4时TiO2分散良好并植入到聚砜膜表面，改变沉淀浴的浓度可以有效控制TiO2在聚砜膜表面的覆盖率．聚砜膜的亲水性随TiO2覆盖率的提高而不断增强．在纯水通量下降不明显的情况下，TiO2改性超滤膜的抗生物污染性能均优于未改性膜，随着覆盖率的提高，抗生物污染性能呈现先增强后减弱的趋势，在覆盖率介于22．4%～27．7%之间时改性膜具有最优的抗生物污染性能，可使微生物粘附减少93%，黑暗培

4、养24h的生物膜厚度减少70%以上．关键词:超滤膜;TiO2纳米颗粒;原位植入;抗生物污染文章编号:0253-2468(2017)05-1711-11中图分类号:X703文献标识码:APreparationandanti-biofoulingperformanceofPSf/TiO2ultrafiltrationmembranebyin-situembedmentapproach*HUANGXiaochuan，WANGXiaomao，YANGHongwei，XIEYuefengStateKeyJointLaborato

5、ryofEnvironmentalSimulationandPollutionControl，CollegeofEnvironment，TsinghuaUniversity，Beijing100084Ｒeceived25July2016;receivedinrevisedform7November2016;accepted7November2016Abstract:Thein-situembedmentapproachwasadoptedtosurface-modifypolysulfoneultrafiltratio

6、nmembranesusingTiO2nanoparticles．ThecoverageratioofnanoparticlesonmembranessurfacewaschangedbyvaryingthepHandTiO2nanoparticleconcentrationinthewater(coagulation)bath．Themembraneswerecharacterizedandevaluatedbyscanningelectronmicroscopeobservation，contactanglemea

7、surementandconductinganti-biofoulingtestusingP．aeruginosa．Theresultsshowthatthewell-dispersedTiO2nanoparticlesinthewaterbathofpH4weresuccessfullyembeddedontothemembranesurfacewiththecoverageratiobeingvariable．AmembranewasmorehydrophilicwhentheTiO2coverageratiowa

8、shigher．Comparedwiththeunmodifiedmembrane，themodifiedmembranehadasimilarfilterabilityandahigheranti-biofoulingability．Theanti-biofoulingabilitywasdependentontheTiO2co