【摘 要】
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水资源是人类的宝贵财富。然而,近几十年来,随着重工业的快速发展和人口的急剧增长,超出水体自净能力的水污染已成为人类发展过程中的一个致命瓶颈。膜分离是一种高效节能的水处理技术,因而在一干传统水处理技术中脱颖而出。但目前该技术仍存在一些短板,如对污染物的单一截留性,及膜不可逆污染导致的水通量衰减等问题,严重制约了该技术的广泛应用。为此,研究人员已经作出了相当的研究,以减少膜污染,保持过滤活性,如亲水改
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水资源是人类的宝贵财富。然而,近几十年来,随着重工业的快速发展和人口的急剧增长,超出水体自净能力的水污染已成为人类发展过程中的一个致命瓶颈。膜分离是一种高效节能的水处理技术,因而在一干传统水处理技术中脱颖而出。但目前该技术仍存在一些短板,如对污染物的单一截留性,及膜不可逆污染导致的水通量衰减等问题,严重制约了该技术的广泛应用。为此,研究人员已经作出了相当的研究,以减少膜污染,保持过滤活性,如亲水改性技术。然而,膜的亲水改性只能抑制膜面污染物的吸附,对其降解没有任何作用。而利用将光催化技术与膜底基结合而衍生的光催化膜技术,其自清洁功能可以很好地解决滤膜在运行过程中积累的不可逆污染的问题,极具研究价值。而相较于传统的紫外响应光催化膜,可见光响应光催化膜能大大提升对太阳光的利用率,也是近几年的研究热点之一。因此,本文设计了高效的0D-2D Bi2Mo O6-g-C3N4光催化材料并以此作为功能层构建复合光催化膜。具体研究内容如下:将热缩聚法制备2D g-C3N4纳米片和水热法制备的0D Bi2Mo O6浸渍复合成了复合膜功能层,以偏聚氟乙烯（PVDF）膜为膜底基材料,将盐酸多巴胺（PDA）涂覆在膜表面以引入催化剂结合位点邻苯二酚基团,通过真空辅助自组装法（LBL）制备了0D-2D Bi2Mo O6-g-C3N4/PVDF光催化膜。以纯水浸泡、震荡和剪切力测试确定了膜与光催化材料良好的结合性能。通过对盐酸四环素（TC）的静态光催化实验降解效率达到67.75%,验证了其催化性能。建立死端装置对膜进行测试,在截留率测试实验中,复合膜对海藻酸钠的最大截留率为94.12%,对牛血清蛋白的最大截留率为84.16%。在可见光下照射,可逆结垢（Rr）逐渐取代不可逆结垢(Rir)成为主要的结垢因子,而复合膜在可见光照射下（k＆gt;420nm）30min,通量恢复率可达94.12%,而经过4次循环实验,被模拟蛋白和多糖污染的膜最大通量恢复率维持在75%以上。以上结果表明,多维功能层形貌使膜对污染物接触面积增加,提高了复合膜的机械稳定性、截留性能和自清洁性能。本文不仅通过真空辅助自组装法制备了一种新型的光催化膜,而且有助于我们进一步了解光催化材料的多维度与光催化膜性能提升之间的关系。
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