[发明专利]一种GO-PSF复合膜选择层及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种GO‑PSF复合膜选择层的制备方法，包括：取聚砜颗粒加入到二甲基乙酰胺溶液中，加入GO颗粒，超声后磁力搅拌至铸膜液灰色透明；将基膜浸泡在甘油中，保存备用；将基膜取出，去除膜表面多余的甘油，保持膜表面干燥；利用相转化法，使上述的铸膜液在上述处理好的基膜表面成膜，洗净后保存在去离子水中。本发明所制备出的GO‑PSF复合薄膜增加了亲水性、抗菌性能和抗污染能力，且相较于GO‑PSF共混膜，成本降低。

技术领域

本发明涉及一种GO-PSF复合膜选择层及其制备方法和应用，属于污水处理技术领域。

背景技术

膜生物反应器（MBR）已成为当今最流行的污水处理技术之一。它将污染物的生物降解和微生物的膜分离融为一体，占地面积小、污染物排放浓度低、运行平稳、水质好是MBR的主要优点。

MBR在运行过程中会受到微生物不同程度的污染，微生物污染主要是指微生物及其代谢产物在膜表面的吸附集聚，形成生物膜。微生物被吸附后在膜内、膜表面迅速生长、繁殖，造成膜通量下降，需要通过频繁的反洗来恢复通量，易使得膜的结构破坏，膜使用寿命降低。

聚砜（PSF）膜具有强度高、热稳定性好、抗氧化性好、耐氯性好、除油效果好等优点，广泛应用于含油废水和其他污染物的深度处理，该聚合物易溶于N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、N，N-二甲基乙酰胺（DMAC），因此，聚砜经常被用作制膜材料,由于聚砜的疏水性，聚砜膜的表面容易受到污染。

随着膜污染的问题被人们日益关注，利用膜的表面改性的方法来降低膜污染。马聪等人通过共混的方式制备了不同氧化石墨烯（GO）含量的PVDF共混超滤膜，通过抑菌性实验、阻力分析测试等考察了GO掺杂对PVDF膜抑菌性能及抗生物污染性能的影响，取得了较好的抗污染效果。

然而，膜的抗污染性能很大程度上由表面的物化性质决定，共混膜中，大部分GO存在于膜的内部，并不增加抗污染性能，而由于GO的加价格，大大增加了膜的成本。因此，使用复合薄膜技术，将GO控制在膜表面能在不影响抗污染性能的情况下，降低膜成本。

然而，复合薄膜技术（旋涂、界面聚合等）会减小基膜孔径，降低膜通量，并不用于MBR。因此，需要通过预处理技术保护基膜的膜孔，防止复合薄膜层的聚合物渗入而导致膜孔被堵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种GO-PSF复合膜选择层及其制备方法和应用，增强了膜的亲水性，降低了膜污染，延长了膜的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种GO-PSF复合膜选择层的制备方法，包括：

取聚砜（PSF）颗粒加入到二甲基乙酰胺溶液中，加入氧化石墨烯（GO）颗粒，超声后磁力搅拌至铸膜液灰色透明；

将基膜浸泡在甘油中，保存备用；

将基膜取出，去除膜表面多余的甘油，保持膜表面干燥；

利用相转化法，使上述的铸膜液在上述处理好的基膜表面成膜，洗净后保存在去离子水中。

优选地，所述聚砜颗粒加入到二甲基乙酰胺溶液前放入真空干燥箱80℃干燥10h。

优选地，所述聚砜在铸膜液中的质量分数为10-15wt%。

优选地，所述GO在铸膜液中的质量分数为0.02-0.1 wt%。

优选地，所述超声时间为1-3h。

优选地，在60℃的温度下磁力搅拌。

本发明还提供一种上述的方法制备得到的GO-PSF复合膜选择层。

本发明还提供一种上述的GO-PSF复合膜选择层在膜生物反应器中的应用。

本发明所达到的有益效果：