1、课题来源与背景：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。 2、研究目的与意义：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。 3、主要论点与论据：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。 4、创见与创新：（1）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。（2）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（3）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。 5、社会经济效益：该研究针对当前膜改性中的热点问题，开展研究，研究了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，并开发了相应的控制技术，对有机膜的纳米亲水改性具有重要的经济价值和和应用价值。 6、成果简介：（1）纳米氧化铝表面改性膜内纳米颗粒的流失规律、影响因素、机理及操作条件优化。（2）制备了纳米改性超滤膜,并考察了影响膜结构的因素。（3）分析了改性膜内纳米氧化铝的流失规律,解析了改性膜中纳米颗粒与有机高分子杂化机制。(4) 通过低温等离子体增强反应制备了纳米改性膜,并通过低温等离子体增强反应纳米改性膜表征。

哈尔滨工业大学

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