Page 91 - 《精细化工》2023年第12期

第 12 期 林姣盼，等: 仿鱼鳞 PDA 纳米片复合滤膜的制备及油水分离性能 ·2633·

在自重作用下用蒸馏水过滤 30 min，以获得稳定的
水通量（J w1 ）；然后，以牛血清白蛋白（BSA）溶
液（质量浓度为 50 mg/L，pH=7.5）为料液，在重
力作用下过滤 2 h，记录复合滤膜对 BSA 溶液的过
滤通量（J p ）；最后，用复合滤膜在自重作用下过滤
蒸馏水，记录过滤通量（J w2 ）。通过公式（3）~（6）
计算通量恢复率（FRR）、通量下降率（DRt）、可逆
通量下降率（DRr）和不可逆通量下降率（DRir） [21-22] 。
J
FRR / %  w2  100 （3）
J w1

a—分离前；b—分离后 (J w1  J p )
图 2 PDA 纳米片复合滤膜油水混合物分离装置照片 DRt / %  J  100 （4）
Fig. 2 Photos of oil-water mixture separation device with (J w1 J )

PDA nanosheet composite membrane DRr / %  w2 p  100 （5）
J w1
重复使用性能：将 PDA 纳米片复合滤膜放置于 (J  J )
自重分离装置中，分离预先配制好的乳化油，每隔 DRir / %  w1 J w2  100 （6）
w1
5 min 测量 1 次渗透通量，循环使用 10 次。PDA 纳
式中：J w1 为 PDA 纳米片复合滤膜的初始纯水通量，
米片复合滤膜油水混合物分离循环性能操作方法与
2
L/(m ·h)；J p 为 PDA 纳米片复合滤膜对 BSA 溶液的
乳化油分离相同。
2
过滤通量，L/(m ·h)；J w2 为 PDA 纳米片复合滤膜对
耐盐性能测试：将 PDA 纳米片复合滤膜浸泡在 2
BSA 溶液的过滤后纯水通量，L/(m ·h)。
浓度为 1 mol/L 的 NaCl 水溶液中，室温下放置 8、
16、24 和 48 h。然后用蒸馏水清洗 PDA 纳米片复 2 结果与讨论
合滤膜，通过测定乳化油和油水混合物分离的渗透
通量和分离效率来评价其耐盐性。 2.1 微观形貌分析
机械性能测试：通过万能试验机对 PDA 纳米片 2.1.1 SEM 分析
复合滤膜和原始棉布进行拉伸性能测试。 Mg(OH) 2 纳米片、PDA 纳米片和复合滤膜的
抗污性能测试：首先，将 PDA 纳米片复合滤膜 SEM 图如图 3 所示。

图 3 Mg(OH) 2 纳米片（a、b）、PDA 纳米片（c~f）和复合滤膜（g、h）的 SEM 图
Fig. 3 SEM images of Mg(OH) 2 nanosheets (a, b), PDA nanosheets (c~f) and composite filter membrane (g, h)

如图 3a、b 所示，Mg(OH) 2 纳米片之间纵横交 尺寸更大，它们之间的空隙变得更加致密，形成了
错，相互连接，形成簇状结构。由图 3c、d 可见， 相对粗糙的表面，从而提高了 PDA 纳米片的表面粗
PDA 纳米片的形貌与 Mg(OH) 2 纳米片相比没有太大 糙度，该形貌更有利于乳化油的分离，表面粗糙度
变化，具有亲水性的 PDA 以 Mg(OH) 2 纳米片为模 是实现破乳的关键。经盐酸溶液酸洗掉模板 Mg(OH) 2
板，在其表面上堆叠生长，PDA 纳米片片层更厚， 纳米片后，PDA 纳米片会产生更加膨胀的内部孔隙，