1、聚偏氟乙烯（PVDF）作為膜法水處理技術(shù)中常用的膜材料，已廣泛地應(yīng)用于各類分離工藝中。然而，由于PVDF材料本身具有很強(qiáng)的疏水性，導(dǎo)致了膜組件在實(shí)際的運(yùn)行過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的膜污染現(xiàn)象，使得PVDF超濾膜的推廣受到了極大的限制。無機(jī)納米顆粒改性復(fù)合膜的制備及其性能表征已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，因而新型改性添加劑的合成一直吸引著很多學(xué)者。本實(shí)驗(yàn)主要以SiO2、氧化石墨烯（GO）及SiO2-GO三種納米顆粒為添加劑制備了改性PVDF復(fù)合膜，并使用

2、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）與掃描電鏡分別對(duì)復(fù)合膜表面基團(tuán)和斷面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè)與觀察。引用原子力顯微鏡（AFM）和耗散型-石英晶體微天平（QCM-D）聯(lián)用技術(shù)分別從吸附動(dòng)力學(xué)和微觀作用力角度考察各類污染物在改性膜表面的吸附過程及吸附層結(jié)構(gòu)變化情況。最終得出如下實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
　　采用共混方式將無機(jī)添加劑納米SiO2顆粒與有機(jī)添加劑聚乙烯吡咯烷酮（PVP）加入PVDF膜中，調(diào)整納米顆粒的投加比例制備不同改性程度的超濾膜。以取自西安市

3、第四污水廠的城市二級(jí)出水有機(jī)物（EfOM）作為原液，考察改性超濾膜對(duì)實(shí)際出水污染物的吸附行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著納米顆粒添加量的提升，即改性程度的加深，復(fù)合膜表面的粗糙高度也隨之下降。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，EfOM吸附曲線可按照斜率簡(jiǎn)單地劃分為前后兩個(gè)部分：第一階段，耗散與頻率變化之間呈現(xiàn)出明顯的線性相關(guān)關(guān)系。在該階段內(nèi)，可以發(fā)現(xiàn)EfOM在鍍膜晶片表面快速吸附堆積，這種現(xiàn)象是由于EfOM中有機(jī)物分子與膜面之間的微觀相互作用較為強(qiáng)烈所導(dǎo)致的。第二階段

4、發(fā)生在EfOM吸附曲線斜率出現(xiàn)變化后，由于鍍膜晶片表面被污染物完全覆蓋，該階段的吸附現(xiàn)象主要由污染物之間的相互作用控制。與第一階段相比，此時(shí)膜面的污染物吸附量基本趨于穩(wěn)定，但能量的耗散仍然在增加。
　　實(shí)驗(yàn)中使用AFM從微觀作用力角度考察EfOM與EfOM或膜面之間的相互作用力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，EfOM與改性膜面之間的粘附力為0.211mN/m，而EfOM與EfOM之間的粘附力卻隨著吸附量的增加而下降。當(dāng)過濾原液體積為800mL時(shí)，Ef

5、OM與EfOM之間的粘附力值下降為0.115mN/m。顯然，膜面與EfOM之間的作用力要高于EfOM內(nèi)部分子之間的相互作用，且EfOM吸附層內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的相互作用也會(huì)受到膜面理化性質(zhì)的干擾。由于EfOM與膜面之間的相互作用力較大，因此，結(jié)合QCM-D的結(jié)果就可以很容易的解釋在EfOM的初期吸附過程中，膜面的吸附層較為致密而吸附后期吸附層較為松散的現(xiàn)象了。
　　EfOM與PVP/PVDF膜之間的粘附力為0.373mN/m，而隨著Si

6、O2添加量的增加，粘附力逐漸減小，當(dāng)SiO2含量為0.5wt％時(shí)，粘附力下降至0.150mN/m。因此，EfOM與PVP/PVDF膜之間的親和力較為強(qiáng)烈，污染物在膜面所形成的吸附層呈現(xiàn)出致密的剛性結(jié)構(gòu)。而經(jīng)過納米顆粒改性的復(fù)合膜與EfOM之間的作用力相對(duì)較弱，所形成的吸附層松散且具有一定的流動(dòng)性。
　　對(duì)SiO2-GO/PVDF復(fù)合膜性能的研究過程中發(fā)現(xiàn)，SiO2-GO顆粒的添加有效地增強(qiáng)了復(fù)合膜的多方面性能。以BSA為典型污染物

7、測(cè)定蛋白類物質(zhì)與復(fù)合膜之間的相互作用力，結(jié)果顯示，BSA與PVP/PVDF和SiO2-GO/PVP/PVDF膜之間的粘附力分別為0.78mN/m與0.37mN/m。顯然，添加SiO2-GO納米顆粒后，復(fù)合膜對(duì)蛋白類污染物的吸附程度得到了有效地抑制。然而，通過BSA對(duì)PVP/PVDF膜、GO/PVP/PVDF膜、SiO2/PVP/PVDF膜以及SiO2-GO/PVP/PVDF膜的粘附力曲線對(duì)比發(fā)現(xiàn)，BSA對(duì)SiO2-GO/PVP/PVDF