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纳滤(NF)是压力驱动的选择性膜过程,能够实现小分子有机物和多价无机离子的有效截留,从而达到分离纯化的目的,在产品浓缩、污废水再生回用等领域具有广泛的应用前景。渗透性和选择性是评价NF膜的重要指标,如何突破两者间的“trade-off”效应,是学者们一直关注的热点问题。在传统的复合薄膜(TFC)的聚酰胺(PA)层中加入纳米颗粒制得纳米复合薄膜(TFN)是改善NF膜渗透性和选择性的有效手段。然而纳米颗粒与PA层的兼容性和分散性直接决定TFN膜的性质。本研究以金属有机框架(MOFs)中的ZIF-8为纳米材料由界面聚合(IP)法制备TFN NF膜。ZIF-8中的有机配体能够显著改善其与PA层间的兼容性,在此基础上采用聚多巴胺(PDA)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)对ZIF-8修饰进一步改善其分散性。论文通过对TFN膜形貌、亲水性、荷电性的分析考察PDA、PSS改性ZIF-8(PDA-ZIF-8、PSS-ZIF-8)纳米颗粒对PA层微结构和性能的影响,探讨其对TFN膜渗透性和选择性的影响机制。ZIF-8纳米颗粒的引入能够增加水分子的传输通道,使TFN膜对盐(NaCl、Na2SO4)、染料(酸性品红、罗丹明B)保持良好的分离渗透性能。当ZIF-8投加量为0.01 wt%(相对于水相溶液总质量的质量比)时,制得的TFN膜纯水通量为24.5 LMH,对Na2SO4的截留率由83%提高至90%,对酸性品红、罗丹明B(100 ppm)的截留率接近98%。与ZIF-8相比,PDA-ZIF-8纳米颗粒的亲水性显著增强,纳米颗粒尺寸减小,其在水中的分散性显著提高。基于PDA亲水改性ZIF-8制得的PDA-TFN膜,水接触角降至50°,膜亲水性提高,与TFN膜相比纯水通量提高40%。亲水性的PDA-ZIF-8纳米颗粒有效调节了界面反应,使更多的TMC参与其中,这使得PDA-TFN膜表面羧基密度由TFN膜的8.9 nm-2增加至10.6 nm-2,膜面负电势增强,强化了对荷负电的污染物的静电排斥作用。另外,PDA-ZIF-8中PDA含有的氨基可与TMC发生交联,这能有效避免分离层形成过程中纳米颗粒与PA间异质缺陷的产生,从而保证了NF膜的分离性能。在0.6 MPa的实验条件下,PDA-TFN膜对Na2SO4的截留率为86%,对酸性品红、罗丹明B的截留率分别为97.9%、98.4%,与TFN膜相当。PSS不仅可以使PSS-ZIF-8纳米颗粒在水溶液中均匀分散,且其表面阴离子磺酸基团使纳米颗粒荷负电性增强。基于PSS亲水改性ZIF-8制得的PSS-TFN膜,表面Zeta电位呈更强的负电势,与TFN膜相比,其对Na2SO4的截留率由90%提高至94.5%,对酸性品红、罗丹明B的截留率接近100%。