抗污染羧化二氧化钛/海藻酸钙水凝胶过滤膜的制备及染料截留性能

以纳米羧化二氧化钛为增强剂,海藻酸钠为成膜基材,通过Ca²⁺离子交联制备抗污染羧化二氧化钛/海藻酸钙(TiO₂-COOH/CaAlg)水凝胶过滤膜。通过红外光谱和扫描电镜对复合膜的化学结构与形貌进行表征,并研究复合膜的力学性能、染料截留性能及抗污染性能。结果表明,相比于二氧化钛,羧化二氧化钛在复合膜中分散更均匀,利用Ca²⁺离子对羧化二氧化钛中-COOH与海藻酸钠中-COOH的协同交联作用,提高了水凝胶膜的力学性能。羧化二氧化钛含量为20%时,复合膜的断裂强度、断裂伸长率、拉伸模量和断裂能均最大,对染料直接黑38的截留率可达到96%,且受原料液pH值、无机盐NaCl和Na₂SO₄的影响较小,在0.1 MPa操作压力下过滤直接黑38/Na₂SO₄混合溶液12 h,复合膜对直接黑38的截留率保持在93%以上,渗透通量在15 L/(m²·h)左右。