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聚醚砜复合膜的制备及其抗污染性能研究

摘要

工业和科技的快速发展带来严重的水污染问题，给人类社会的正常发展带来巨大的

挑战。膜分离技术能绿色高效的处理水污染问题，但膜材料因其自身的物理化学性质，

易于受到水体污染物的污染，不仅会降低膜材料的使用性能，甚至会减少膜材料的使用

寿命。一些解决膜污染的传统办法，比如污水预处理法，物理化学清洗法等，往往价格

昂贵还易于产生二次污染，多次使用还可能对膜材料造成损伤，难以对膜污染进行有效

的处理。而通过膜改性技术可以有效解决膜污染问题，特别是将高级氧化技术与膜材料

耦合制备的光催化（光芬顿）抗污染膜材料能有效解决膜的主要污染（有机污染和生物

污染）问题。

本实验通过在商业聚醚砜膜（PES）表面原位聚合苯胺（PANI），以增大膜的亲水性

和膜表面的反应位点，继续使用连续层吸附法将硫化银（AgS）负载到膜上，制备具有

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光催化抗污染能力的AgS/PANI@PES复合膜。该复合膜保持超高的纯水通量（6792L·m-

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2-1-10

·h·bar）并拥有优异的油水分离性能（分离效率99%左右），同时，由PANI、Ag和

AgS形成的异质结构赋予了复合膜卓越的有机物降解能力（刚果红降解效率99%）和

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优异的抗菌能力，并且复合膜还具有优异的物理化学稳定性，具有实际应用的可能，为

光催化抗污染复合膜的制备提供新方案。

但制备过程中所使用的银系材料硫化银成本较高，不利于复合膜的广泛使用，针对

上述AgS/PANI@PES复合膜存在的经济成本高，反应速率慢等问题，通过将成本低、

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性能较好的羟基氧化铁（β-FeOOH）负载在聚苯胺改性的PES膜上，得到β-

FeOOH/PANI@PES光芬顿复合膜。该膜在少量的过氧化氢（HO）引发下，短时间内

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能够在可见光照射下降解大部分有机污染物（降解效率99%左右），同时对革兰氏阴性

菌大肠杆菌和革兰氏阳性菌金黄葡萄球菌都有良好的杀菌性能，而且值得注意的是膜材

料经过改性之后还能有效的提高膜亲水性和分离能力。

本实验所制备的抗污染膜都具有优异的油水分离性能，还有良好的物理化学稳定性，

是解决水污染问题的极具竞争力的材料，并且通过实验分析了膜的抗污染原理和使用条

件，为下一代抗污染膜材料的制备提供了有效的解决方案。

关键词：抗污染膜；油水分离；光催化；光芬顿

聚醚砜复合膜的制备及其抗污染性能研究

Abstract

Therapiddevelopmentofindustryandscienceandtechnologyhasbroughtaboutserious

waterpollutionproblems,bringinggreatchallengestothenormaldevelopmentofhuman

society.Membraneseparationtechnologycandealwithwaterpollutionproblemsinagreen

andefficientway,butthemembranematerialiseasytobecontaminatedbywaterpollutants

duetoitsownphysicochemicalproperties,whichnotonlyreducestheperformanceofthe

membranemateri