论文摘要
本文介绍了超滤原理、应用概况、超滤存在的问题、防止超滤膜污染途径以及有机-无机膜的研究进展等。大量文献报道在有机膜中添加无机填料可以提高膜的耐污染性能、渗透性以及增强膜的机械强度和延长膜的使用寿命。而目前在有机-无机超滤膜的研究中添加的无机填料主要有SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2等,以Fe3O4作为填料的研究尚不多见;Fe3O4不仅具有良好的亲水性,而且具有磁性,如果在制膜的过程中引入磁场的作用将改变Fe3O4的排列状态,进而会影响膜的结构和性能,但是目前这方面的研究尚未见报道。本文以聚砜（PSF）为基材,四氧化三铁（Fe3O4）为填料,二甲基乙酰胺（DMAC）为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂配制膜液,采用浸没沉淀相转化法分别在有磁场和无磁场的作用下制备了聚砜-四氧化三铁超滤膜。采用错流过滤装置测试了膜的各项性能,用扫描电子显微镜表征了膜的断面和表面结构。结论如下:（1）在无磁场作用时,Fe3O4含量对非磁化超滤膜结构与性能的影响:当Fe3O4含量达到30wt%以上时,非磁化膜的截留率均在89%以上;并且随着Fe3O4含量的增加,非磁化膜的渗透通量增加,膜断面指状孔贯通性增强,皮层变薄。（2）在有磁场的作用时,Fe3O4含量对磁化超滤膜结构与性能的影响:当Fe3O4含量大于30wt%时候,磁化膜的截留率均在90%以上;随着Fe3O4含量的增加,磁化膜的渗透通量迅速增加,直到Fe3O4含量大于50wt%时,磁化膜的渗透通量不再随着Fe3O4含量的增加而增加。当Fe3O4含量为70wt%时,磁化膜的综合性能最好,纯水通量和截留率分别为104L/m2·h,95%。电镜图片显示,随着Fe3O4含量的增加,磁化膜断面指状孔的贯通性增强。（3）磁化和非磁化超滤膜结构与性能的差异:当Fe3O4含量达到30wt%以上时,在Fe3O4含量相同的情况下,磁化膜的渗透通量大于非磁化膜的渗透通量,Fe3O4含量越高,磁化膜与非磁化膜的这种差异越明显;直到Fe3O4含量达到50wt%以上时,磁化膜和非磁化膜的这种差异开始缩小。相对于非磁化膜而言,磁化膜的断面指状孔的贯通性较好。磁化膜表面呈山峰状结构,这种结构有利于提高磁化膜单位表面积上的微孔数目。总之,结果表明增加超滤膜中Fe3O4的含量可以提高超滤膜的综合性能,如果在制膜过程中引入磁场的作用,将会使超滤膜的综合性能进一步提高。