基于纯化石墨烯和石墨烯-蒙脱土纳米复合材料改性的PVC超滤膜抗污染性能研究

为解决传统聚氯乙烯(PVC)超滤膜亲水性差、易污染的问题，研究人员通过相转化技术将纯化蒙脱土、回收聚合物衍生的蒙脱土-石墨烯复合材料及酸纯化石墨烯等纳米材料引入PVC膜。改性后膜接触角从85°降至68°，纯水通量从194 kg·m?2·h?1提升至554 kg·m?2·h?1，聚乙二醇(PEG)溶液通量和通量恢复率(%FRR)显著提高，为高效水净化提供了新型抗污染膜材料。

　　

这项突破性研究通过相转化技术(phase inversion technique)成功制备了纳米材料强化的聚氯乙烯(PVC)超滤膜。科学家们巧妙地将纯蒙脱土、从回收聚合物废料中提取的蒙脱土-石墨烯复合物，以及酸纯化石墨烯等纳米材料嵌入膜结构。扫描电镜(SEM)图像清晰显示，纳米粒子的加入使膜孔径和分布发生显著改变。

最令人振奋的是接触角测试结果：添加0.15%石墨烯的改性膜接触角骤降至68°，远优于原始PVC膜的85°。这种"超级亲水"特性直接带来通量飞跃——纯水通量从194 kg·m^?2·h^?1飙升至554 kg·m^?2·h^?1，性能提升近两倍！面对100 ppm和6000 ppm两种浓度的聚乙二醇(PEG)溶液，改性膜同样展现出卓越的抗污染能力。通量恢复率(%FRR)的大幅提升，证明这类膜具备出色的污染可逆性。

这项研究为开发新一代高效水处理膜提供了创新思路，石墨烯-蒙脱土纳米复合材料犹如"分子卫士"，既能提升膜亲水性，又能有效抵御污染物侵袭，在污水处理、海水淡化等领域具有广阔应用前景。