碳纳米管复合滤膜的表征及应用_王宗花

碳纳米管复合滤膜的表征及应用王宗花,赵　凯,田　玲,张旭麟(青岛大学化学化工与环境学院化学系,青岛266071)摘　要:在常温常压下,采用流涎法制得碳纳米管复合硝化纤维素滤膜并对其表征.以染料直接灰D为模型化合物,考察该滤膜对含苯环大分子染料的吸附过滤性能.实验表明,过滤效果较好,期望用于染料废水的处理.关键词:碳纳米管;滤膜;表征;染料中图分类号:O631.1　　文献标识码:A　　文章编号:1007-8924(2009)03-0045-03　　水量大、成分复杂是印染废水处理的难点.据不完全统计,全国印染废水每天排放量为(4.5～5)×106m3.排放的废水具有生化需氧量高、色度高、pH高、难生物降解、多变化的“三高一难一变”特点.废水中残存的染料组分,即使浓度很低,排入水体也会影响水中各种生物的生长,导致水体生态系统的破坏.因此,了解和开发有效的印染工业废水处理技术是环保行业一直关注的课题.膜过滤技术是个行之有效的方法,其中膜材料的选择和改性起着至关重要的作用.碳纳米管独特的结构表现出奇特的物理和化学性质引起了人们广泛深入的研究[1,2].Iijima等[3]研究了碳纳米管的弯曲性能,表明碳纳米管具有良好的柔韧性,最大的弯曲角度超过110°.基于碳纳米管的这些独特力学性能,当用碳纳米管作为复合材料的增强体时,可表现出良好的强度、弹性和韧性.碳纳米管侧壁的sp2杂化形成大量离域的π电子,这些电子可以被用来与含有π电子的共轭聚合物通过π-π非共价键作用相结合.我们研究组以碳纳米管为对象在电化学、电泳、分光等方面进行了大量的研究[4-6].在此基础之上,为了进一步的开拓这一新型材料的应用领域,本文将碳纳米管制备成滤膜,应用到印染废水处理中,研究了碳纳米管对人体和环境危害极大的某些芳环物质(如直接灰D)的吸附情况.1　实验部分1.1　仪器与试剂7530G分光光度计,惠普上海分析仪器有限公司;SK5200H超声仪,上海科导超声仪器有限公司;HitachiS4500扫描电镜,日本日立公司;Pekin-ElmerSpectrumGX光谱仪,美国热电;恒温加热器.多壁碳纳米管(外径10nm)由清华大学化学工程系提供;硝化棉、其它试剂均为分析纯;二次蒸馏水.1.2　复合膜的制备硝基纤维素膜的制备:常温常压下,将一定体积的硝化棉溶液在固定面积的玻璃板上,采用流涎法制得通透性好、均匀