SiO2膜的孔径调节及疏水改性

同帜，吉亮亮，高婷婷，王佳悦，刘婷



SiO2膜的孔径调节及疏水改性

同帜，吉亮亮，高婷婷，王佳悦，刘婷

(西安工程大学 环境与化学工程学院，西安 710048)

以正硅酸乙酯为前驱体，添加聚丙烯酸[1](PAA)来增大SiO2膜的孔径，并用聚合物溶液沉淀相转化法[2−3]对其进行疏水改性。通过热重分析(TG-DTG)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、比表面积(BET)以及接触角测量等对试样的热稳定性、化学组成、物相组成、比表面积及孔径分布、表面形貌和疏水性能等进行分析。结果表明，当PAA 加入量为10%(体积分数，下同)，800 ℃烧成后膜孔径可达53.73 nm。随PAA加入量增多，SiO2膜孔径增大，但当加入量达到15%，800 ℃下焙烧时，膜表面开始出现裂纹；疏水改性后SiO2膜的接触角的可增大至113°，但改性后的SiO2膜孔洞明显较小，原因是涂覆于膜面的二甲基二乙氧化硅(DDS)堵塞了孔洞。可以得出在PAA 加入量为10%~15%之间，600 ℃焙烧时，SiO2膜可获得良好的疏水性。

溶胶−凝胶法；疏水改性；SiO2无机陶瓷膜；孔径

膜分离科学和技术是新兴的高技术前沿学科，无机陶瓷膜因其诸多优点而被许多国内外研究者所研究，现已应用于水处理、纺织[4]、造纸[5]、石油[6]、化工[7]和食品加工[8]等方面。为进一步拓展SiO2膜性能范围，许多学者对其进行表面修饰，来增加表面活性能。如李大川等[9]、韦奇等[10]通过添加DDS、甲基三乙氧化硅烷对SiO2膜进行表面修饰研究，制备出具有良好疏水性的薄膜[11−12]。在生活污水处理中，每日处理的水量都较大，而现有的采用溶胶−凝胶法制备的无机膜孔径都较小，一般小于50 nm[13−14]。这样的膜在污水处理中不但每日的过水量有限，而且能耗也很高。……