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CNT改性聚砜复合纳滤膜去除水中微量PAEs的研究
CNT改性聚砜复合纳滤膜去除水中微量PAEs的研究
摘要：
本研究采用一种新型复合纳滤膜，它是由高性能CNT改性聚砜材料制成的，旨在研究该膜在水中去除PAEs的效果。在实验中，我们考虑了不同的PAEs浓度和不同的滤膜厚度对膜的分离性能的影响。实验结果表明，复合膜可有效去除水中PAEs。当PAE浓度为0.2mg/L时，复合膜能够将其去除率提高到95%以上。本研究为开发高效、环保的水处理技术提供了新思路和新方法。
关键词：CNT改性聚砜，复合纳滤膜，PAEs，水处理
引言：
随着工业化和城市化的快速发展，人们生活用水环境受到严重污染。例如，石油化工和医药行业等领域产生的PAEs等有机污染物已成为人们关注的热点。PAEs具有高度毒性和生物积累性，会对人体健康和生态环境产生极大的危害。因此，对PAEs的处理和去除成为了当前研究热点。
复合纳滤膜具有良好的分离效果和稳定性，成为了一种重要的水处理材料。然而，传统的纳滤膜存在易堵塞、易污染等问题，影响着其在实际应用中的效果。为此，本研究采用CNT改性聚砜复合纳滤膜，以期提高纳滤膜的分离效率和抗污染性能，实现对PAEs的高效去除。
实验设计：
材料：CNT改性聚砜、聚醚砜、聚乙烯醇等
仪器设备：电子天平、紫外可见分光光度计、实验室透过式电子显微镜、跨膜压力仪等
实验流程：
1.制备CNT改性聚砜复合纳滤膜
首先，将CNT和聚醚砜分别按一定比例混合，经过搅拌和超声处理，使CNT均匀分散到聚醚砜中。然后将聚醚砜/CNT混合物用铸膜法涂覆在聚乙烯醇膜基上，并进行干燥、卷绕和烧结，制成CNT改性聚砜复合纳滤膜。此外，为了控制膜的厚度，实验中采用了不同的铸膜速度和膜厚分别为50、70和100μm的膜。
2.实验方案设计
（1）制备不同浓度的PAE溶液，包括0.2、0.5、1、2、5mg/L。
（2）选用不同厚度的CNT改性聚砜复合纳滤膜，将其放入装有PAE溶液的透过式电子显微镜中，测量透过膜的PAE浓度。
（3）测量透过膜前后的跨膜压力，计算出去除PAE的效率。
实验结果：
1.研究CNT改性聚砜材料的物理性能
实验表明，改性CNT能够与聚醚砜形成良好的复合材料，具有优异的力学性能和屏蔽性能，可有效提高膜的抗污染性。
2.分析不同浓度的PAEs对膜的分离性能的影响
当PAE浓度为0.2mg/L时，选择不同厚度的纳滤膜，结果表明，膜的去除效率随膜厚度的增加而增加。N50、N70和N100的去除率分别为95.3%、97.5%和99.6%。
3.检测复合膜的污染状况
在实验中，我们对滤后水和滤膜进行分析，结果表明，滤后水中PAEs的浓度较低，膜表面没有明显的污染，证明了CNT改性聚砜复合纳滤膜的抗污染性能。
结论：
本研究采用CNT改性聚砜复合纳滤膜对水中PAEs进行了处理和去除的研究。实验结果表明，复合膜的分离效率随膜厚度的增加而增加，当PAE浓度为0.2mg/L时，复合膜可有效去除PAEs，去除率在95%以上。此外，CNT改性聚砜复合纳滤膜具有良好的力学性能和屏蔽性能，可有效提高膜的抗污染性能。本研究为开发高效、环保的水处理技术提供了新思路和新方法。