氮掺杂多孔碳混合基质超滤膜的制备及其水处理性能

王 冠 龙， 张 秀 芳， 宋 成 文

( 1.大连海事大学 环境科学与工程学院， 辽宁 大连 116026；2.大连工业大学 轻工与化学工程学院， 辽宁 大连 116034 )

0 引 言

膜分离技术，特别是微滤及超滤膜技术，具有操作简单、能耗低、不产生二次污染、处理污染物范围广等特点，是一种极具前景的水处理技术[1-2]。然而，传统膜分离过程通常采用孔径截留作用进行污染物的分离，这一特点不可避免地产生以下问题：首先，膜分离过程只是将污染物从一相分离到另一相，而没有对污染物进行有效分解去除；其次，膜的选择性与渗透性的矛盾问题，例如，对于微滤或超滤膜来说，对尺寸远小于膜孔的小分子有机污染物如酚类、抗生素、染料等的去除性能较差，要想实现高去除率就要减小膜孔，但这势必带来渗透通量的下降及操作能耗的增加[3-5]。因此，开发具有高选择性的分离膜对污水进行有效处理具有重要意义。

本研究采用聚偏二氟乙烯为有机物基质，以ZIF-8碳化的氮掺杂多孔碳(NPC)作为填充材料以及PMS催化剂，构建了一种新型NPC-PVDF混合基质超滤膜，并结合PMS活化用于污水处理及污染物去除。以罗丹明B为目标物，考察了NPC-PVDF膜在PMS活化辅助下对污染物的去除性能。同时，通过自由基捕获实验对该催化膜的污染物去除机理进行了分析探讨。

1 实 验

1.1 主要试剂与仪器

试剂：六水合硝酸锌、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮、聚偏二氟乙烯(PVDF)、叔丁醇、罗丹明B(RhB)，分析纯，天津光复科技股份有限公司；2-甲基咪唑、过硫酸氢钾复合盐(2KHSO5·KHSO4·K2SO4，oxone)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；……