QCM-D与AFM联用解析EfOM在SiO2改性PVDF超滤膜表面的吸附机制

摘要：

为了进一步从微观角度上研究不同过滤阶段出水有机物(EfOM)在纳米SiO2改性超滤膜表面的具体吸附机制,通过调节SiO2添加比例从而获得不同改性程度的实际膜.借用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)与原子力显微镜(AFM)联用技术分别测定EfOM在膜表面的吸附情况和EfOM与膜之间的相互作用力.QCM-D实验结果与分析表明,膜表面的亲水性越好,膜表面EfOM吸附量就越少,以及EfOM在膜表面的吸附速率明显减缓.实验结果还发现,EfOM的吸附经历了两个阶段:在初始阶段(15 min内),有机物快速吸附到膜表面并堆积;当EfOM的吸附频率达到平衡时,耗散却处于非平衡状态,该现象说明虽然EfOM在膜表面的吸附量达到稳定,但其吸附层的构象却仍在发生变化.AFM测定结果证明,随着亲水性的不断改善,EfOM-膜、EfOM-EfOM之间的作用力均有所减小,该结果揭露了膜面EfOM吸附量减少吸附速率下降的本质原因.QCM-D与AFM的联用有效地解释了膜改性对EfOM吸附机制的影响.

关键词：聚偏氟乙烯(PVDF)、耗散型石英晶体微天平(QCM-D)、出水有机物(EfOM)、原子力显微镜(AFM)

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分类号：X131.2(环境化学)

资助基金：国家自然科学基金项目51278408;陕西省青年科技新星项目2014KJXX-65;西安建筑科技大学创新团队计划项目

在线出版日期：2017-02-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：4712-4719