Page 95 - 《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 ·2637·

因为，原始棉布被亲水性 PDA 纳米片滤层覆盖后，
不仅提高了 PDA 纳米片复合滤膜的表面粗糙度，而
且提高了复合滤膜的亲水性，使其具有超亲水性和
水下超疏油性，这是破乳的关键。由图 11d 可知，
PDA 纳米片复合滤膜在自重作用下分离不同类型的
2
乳化油，膜通量在 214.65~1015.13 L/(m ·h)之间，
分离效率>98%。图 11e~g 分别是 PDA 纳米片覆盖到
不同基底（尼龙膜、疏水 PES 膜和疏水 PVDF 膜）上
对不同乳化油的渗透通量和分离效率。可以看出，PDA

纳米片覆盖在不同基底上，不仅提高了膜表面的亲 图 11 PDA 纳米片复合滤膜分离前（a）后（c）水包油
水性能，同时引入 PDA 纳米片大大提高了膜表面的 乳化液的生物显微镜照片、PDA 纳米片复合滤膜
粗糙程度，使复合滤膜能分离乳化油，其对乳化油的 水包油乳化液分离照片（b）、不同基底制备的 PDA
分离效率均在 98%以上。比较不同基底制备的滤膜对 纳米片复合滤膜分离不同类型的乳化油的通量和
不同乳化油的分离情况可以看到，复合滤膜对乳化油 分离效率（d—棉布；e—尼龙；f—PES；g—PVDF）
2
的渗透通量最高，达到 1015.13 L/(m ·h)。 Fig. 11 Biological microscope images of oil-in-water
emulsion before (a) and after (c) separation of
PDA nanosheet composite membrane, photo of
oil-in-water emulsion separation by PDA nanosheet
composite membrane (b), flux and separation
efficiency of PDA nanosheet composite membrane
prepared on different substrates for separating
different types of emulsified oil (d—cotton
cloth;e—nylon;f—PES;g—PVDF)

2.5 稳定性和循环使用性
将 PDA 纳米片复合滤膜在不同 pH 中浸泡 24 h
和在 1 mol/L NaCl 溶液中浸泡 8、16、24 和 48 h 后，
乳化油分离和油水混合物分离（以环己烷为油相）的
膜通量如图 12 所示。可以看出，PDA 纳米片复合滤
膜在不同 pH 中浸泡 24 h 后对水包油型乳液的渗透
2
通量能保持在 597.13 L/(m ·h)以上；PDA 纳米片复
合滤膜在 1 mol/L NaCl 溶液中浸泡不同时间后对水
2
包油型乳液的渗透通量能保持在 445.80 L/(m ·h)以
上。表明 PDA 纳米片复合滤膜尽管在 1 mol/L NaCl
溶液中和不同 pH 中浸泡，它对水包油型乳液仍具
有显著的分离性能，证明 PDA 纳米片复合滤膜具
有优异的稳定性 [28-29] 。

PDA 纳米片复合滤膜对不同水包油〔包括环己
烷（a）、葵花籽油（b）、真空泵油（c）〕乳液的循
环使用性能（每次膜分离乳液后用蒸馏水冲洗后再
用），结果如图 13 所示。可以看出，随着复合滤膜
使用次数的增加，复合滤膜的膜通量和分离效率均
有所下降，原因是油粒堵住了复合滤膜的部分孔道，
导致复合滤膜的渗透通量下降。重复使用 10 次后，
PDA 纳米 片复合滤膜对 乳化油的 渗透通 量为
2
798.11 L/(m ·h)（环己烷油相），分离效率达 98.1%，
与最初的分离效率和渗透通量相差不大，表明 PDA
纳米片复合滤膜可用于含油废水的处理。