纳米碳管改性聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的制备

采用混酸(H2SO4/HNO3=3/1(V/V))处理多壁碳纳米管(MWNTs)制备了羧基化碳管(Carboxylated MWNTs),并与哌嗪(PIP)反应,制备了胺化的多壁纳米碳管(Amine functionalized MWNTs)。以聚砜(PSf)超滤膜为基膜,以均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体和胺化的多壁纳米碳管与哌嗪(PIP)为水相单体,采用界面聚合法制得多壁碳纳米管改性聚哌嗪酰胺复合纳滤膜。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(RAM)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)和静态接触角表征了改性前后碳纳米管和复合膜的结构,结果表明哌嗪成功氨化改性了碳纳米管,基膜表面复合了一层聚哌嗪酰胺膜。重点考察了碳管在水相中添加量、TMC浓度、聚合时间对复合膜性能的影响,结果显示,在有机相单体浓度为1 g?L?1,水相单体浓度为2 g?L?1,水相中多壁碳纳米管的浓度为0.1 g?L?1,反应时间为45 s,复合膜的纯水通量为85.6 L?m?2?h?1,Na2SO4的截留率达到98%,对不同盐溶液的截留效果分别为:Na2SO4MgSO4MgCl2NaCl。水相中碳纳米管的加入,能有效改善膜的分离性能。