中文摘要：

对有机膜进行纳米亲水改性，可显著提高膜通量和膜的抗污染性，增加膜强度，但目前有机膜的纳米改性，是依靠纳米颗粒的表面能实现聚合物与无机颗粒复合，它们之间的结合并不牢固，纳米颗粒在水处理过程中容易流失，这不仅会导致改性膜性能的恶化，而且会破坏饮用水安全和生态环境。对此，本课题拟开展纳米改性膜在饮用水处理过程中纳米Al2O3的流失规律、影响因素及机理研究，并以此为依据研发相应的控制技术。提出利用低温等离子体对纳米Al2O3表面进行引发接枝，使PVDF通过化学键连接在纳米Al2O3表面，以此控制其流失。通过FT-IR、XPS及TGA分析，考察纳米Al2O3表面与PVDF的键合方式。通过XRD测试，分析经低温等离子体处理后的纳米Al2O3性质及晶体结构变化。基于对低温等离子体增强反应制备的纳米改性膜通量、抗污染性、亲水性的考察，阐明低温等离子体增强反应既可控制纳米颗粒流失，又不降低纳米改性膜的性能

结论摘要：

有机/无机杂化改性，可显著提高超滤膜的通量和抗污染性，增加膜强度，目前有机/无机杂化，较常见的方法是将制备超滤膜的有机材料与无机纳米材料共混，通过纳米颗粒的巨大表面能实现聚合物与无机颗粒的杂化，但是，这种共混的方法，可能不能将机材料与无机纳米颗粒牢固地结合，从而可能导致纳米颗粒在水处理过程中的流失，纳米颗粒的流失不仅会使改性膜失去了有机/无机杂化膜的优良性能，而且流失的纳米颗粒还会给饮用水的安全带来威胁，而且如果纳米颗粒流失到环境中，还会破坏生态环境。本课题开展了聚偏氟乙烯/纳米颗粒共混超滤膜在饮用水处理过程中，纳米颗粒的流失规律、影响因素及机理研究，指出，化学溶液对膜中纳米颗粒的流失有较大影响，其中，碱性溶液对共混膜性能的影响较大，纳米Al2O3在碱性溶液中流失率为16.73%；酸性溶液对共混膜性能的影响较小，纳米Al2O3在酸性溶液中流失率为4.09%；共混膜在中性去离子水中，纳米颗粒基本不流失。本课题研究中，利用现代的检测分析手段对聚偏氟乙烯/纳米颗粒共混超滤膜中，聚偏氟乙烯与纳米颗粒之间的作用机制进行了研究，指出，聚偏氟乙烯与纳米颗粒之间是一种物理共混。对此，提出了利用低温等离子体对纳米Al2O3进行引发接枝，使聚偏氟乙烯通过化学键连接在纳米Al2O3表面，实现聚偏氟乙烯与纳米颗粒的化学结合，以此控制其流失。研究结果表明，经低温等离子体增强反应制备的聚偏氟乙烯/纳米颗粒共混改性超滤膜，纳米颗粒的流失大大减少，而其通量和抗污染性能并没有降低。