[发明专利]一种碳纳米管/聚苯胺/聚砜导电超滤膜的制备及膜污染在线监测技术

摘要

本发明公开了一种碳纳米管/聚苯胺/聚砜导电超滤膜的制备及膜污染在线监测技术。本发明以聚砜为成膜材料，碳纳米管和聚苯胺纳米纤维为填充剂，通过共混法和浸没相转化制备碳纳米管/聚苯胺/聚砜导电超滤膜。聚砜膜本身是不导电的，因此导电材料碳纳米管和聚苯胺的加入不仅改善了膜的通量、亲水性、机械强度等性能，而且提高了膜的导电性能。通过膜电阻的变化来反映膜通量的变化，从而可对膜污染情况进行实时监测。导电超滤膜的制备方法和工艺流程简单易操作，成本低，制备出的膜性能优异，膜污染的实时监测方法灵敏、简单，延长了膜的使用寿命，可用于污水处理，蛋白质分离等工业化领域。

主权项

1.一种碳纳米管/聚苯胺/聚砜导电超滤膜的制备方法及膜污染在线监测技术，其特征在于包括如下步骤：/n(1)聚苯胺的制备/n利用快速混合法制备聚苯胺纳米纤维。首先称取一定量的苯胺溶于一定浓度的酸溶液中，然后再称取一定量的引发剂溶于同样浓度的酸溶液，两个溶液快速混合并搅拌一定的时间，静置5小时，用抽滤装置分离出所制备的聚苯胺，用丙酮，稀释酸溶液和去离子水进行洗涤，最后放入真空烘箱内烘干并研磨备用。/n(2)碳纳米管/聚苯胺/聚砜导电超滤膜的制备/n将碳纳米管和制备好的聚苯胺作为纳米填料和添加剂一起溶于溶剂中，搅拌一段时间后再用水浴超声分散一定的时间得到均匀的分散液。将一定量的聚砜加入到上述分散液中并加热搅拌一定的时间，从而形成均匀的铸膜液，然后将铸膜液超声一段时间后在放到真空烘箱中进行脱泡处理。用一定厚度的刮膜棒在玻璃板上刮膜并平稳放入凝固浴中进行溶剂交换，即相转化过程，得到碳纳米管/聚苯胺/聚砜导电超滤膜。/n(3)膜电阻测试/n将制备好的碳纳米管/聚苯胺/聚砜导电超滤膜置于两钛电极板之间，并连接到电化学工作站中，通过测试方法中的线性扫描伏安法，在一定电压范围和扫描速率下得到电流-电压曲线，从而得到膜电阻，来表征膜导电性能的好坏。/n(4)膜污染情况的在线监测/n通过测量膜过滤过程中膜表面电阻和通量数值，建立膜表面电阻和膜通量之间的变化关系，从而将电学信号转化成对膜污染情况的实时监测。通过在线监测膜电阻的变化可以及时探测出膜污染情况，并根据膜污染情况进行下一步的处理，从而延长膜的使用寿命，节约成本，这种实时监测技术将会在膜分离领域具有很大的应用潜力。/n