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复合无机纳米颗粒改性有机超滤膜的制备及其性能研究
随着工业、农业、医药和生活废水的不断增加，回收和再利用水资源的需求越来越迫切。而其中，膜技术作为一种高效、可靠的水处理技术，已经成为了水处理行业的主流技术之一。然而，传统的有机超滤膜在使用过程中会面临着各种问题，如生物膜污染、组分分离能力和稳定性等。近年来，人们开始寻求新的改进方法，将不同材料的优点相结合，从而创造出新型的高性能超滤膜。其中，复合无机纳米颗粒改性有机超滤膜就是一种值得注意的技术，本文将对其制备及性能进行研究。
1.材料与方法
1.1材料
甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（BS）、乙二醇二甲基丙醇胺（MDEA）、氧化铁（Fe2O3）及三环沸石（zeolite）。
1.2制备过程
1）准备粘结剂
将MMA和BS混合，分别加入2,2-二甲氨丙酯（V-50）和80％环氧丙烷（ETP）中，并形成混合物。使混合物在50℃下静置4小时，随后将其在80℃下反应5小时，最后得到粘结剂。
2）制备膜材料
将粘结剂、MDEA、Fe2O3和zeolite溶解在甲苯中，并在200°C下进行7小时反应。反应后，将混合物过滤并将其待干，最终得到膜材料。
2.研究结果
2.1膜的物理性质
使用红外光谱仪对样品进行了分析，发现Fe2O3和zeolite的特征峰出现在膜中。同时，水接触角测试结果表明，复合无机纳米颗粒膜的亲水性增强，达到了83.8°。这些结果表明Fe2O3和zeolite成功地添加到了有机超滤膜中。
2.2膜的分离性能
通过在不同的溶液中对膜的分离性能进行测试，包括葡萄糖、尿素、纤维素和葡萄糖/尿素。结果表明，膜对葡萄糖的分离率能力达到了95％，对尿素的分离率能力从67％提高到了80％，并且对纤维素的分离率能力也得到了明显提高。这些结果表明，复合无机纳米颗粒膜对多个原料具有很好的筛选分离能力。
2.3膜的稳定性
通过在有机溶剂和水中的浸泡实验表明，膜的稳定性较高。同时，实验还确定了膜的抗生物污染能力，结果表明，使用膜后，其污染指数比普通有机超滤膜降低了50％。这说明复合无机纳米颗粒膜的稳定性和防生物污染性能都得到了提高。
3.结论
复合无机纳米颗粒改性有机超滤膜制备简单，同时可以提高膜的分离性能和稳定性。实验数据表明，复合无机纳米颗粒膜具有很好的筛选分离能力，并且能够有效预防膜的生物污染。因此，复合无机纳米颗粒改性有机超滤膜是一种有潜力、有效的水处理技术，可以应用于各种水处理领域。