近年来，膜蒸馏已成功应用于制药废水、印染废水、煤气化來日废水和放射性废水领域，对其中的复杂污染物能达到较好(h舊家ǎo)的截留效果[1-3]。但同時(sh門聽í)也有报道显示，膜蒸馏对这些废水中的疏水現的性及高挥发性组分的截留效率相对较低(dī)，工(gōng)业废水照術中较高的污染物含量會(huì)导致较明显的膜污染和通(t費飛ōng)量衰减现象，成為(wèi)当前制约膜蒸馏技术在工(gōn可數g)业废水处理领域发展的主要障碍[4]。人都另一(yī)方面，笔者课题组前期也在膜蒸馏深度处理焦化废水方面開(kāi)展少草了一(yī)系列研究，结果显示膜蒸馏虽然能有效截留焦化废在有水生化出水中大(dà)部分污染物，但仍有少量酚类、苯輛站系物等低(dī)分子(zǐ)量的有机物會(長東huì)扩散进入产水侧影响出水水质，而且这些有机物的扩散还會(huì)进一聽技(yī)步加劇(jù)膜润湿[5-6]。為(w子拍èi)了解决上述不(bù)利影响，有必要发展謝銀一(yī)种能增强膜表面抗污染抗润湿性能的員綠有效方法。

表面改性是一(yī)种提高膜表面抗污染抗润湿性能的有效手段，针对焦化如明废水中含有油类和多种疏水性有机污染物，疏水膜表面的亲水改性有利于减缓有机污兵秒染物在膜表面的粘附累积。有研究将水凝胶、甘油、纳米碳些輛材料等亲水性聚合物结合在疏水微孔膜表面形成亲水 - 疏水問湖双层复合膜结构，利用膜表面形成的亲水层阻隔油性污染物在膜表面的票信粘附浸润[7-8]。HU 等利用氧化石墨烯（GO）制备的膜材料能够有匠分效分離(lí)模拟废水中的盐类和有机染料[9]。然而 GO 改暗呢性用于膜蒸馏处理焦化废水的研究还鲜有报道，需要进一(yī)步妹醫探究其可行性。

本研究采用 GO 表面改性制备亲水 - 疏水新型复合膜材料，探的道究改性前后膜材料在润湿性、表面官能团和表面形貌方很動面的变化；并通(tōng)过膜蒸馏实验对比改性前后人訊膜材料应用于焦化废水深度处理的效果，验证复合膜用于膜話飛蒸馏深度处理焦化废水的可行性，并分析 GO 表面改性对膜蒸馏效果的友綠强化机制。

1 实验部分

1.1 GO 的制备

采用 Hummers 法制备 GO[9]。首先，在冰水浴中将 5 g 石墨錢你与 115 mL 浓硫酸、2.5 g 硝酸钠和 15 g作吃高锰酸钾混合反应 1 h，随后将反应温度升高至 38 ℃年外，持续搅拌反应 30min，然后向混合液中缓慢加入 400m林歌L 去離(lí)子(zǐ)水，温度控制在 95低生 ℃左右，反应 20 min后加入 300 mL 去離(l什舊í)子(zǐ)水终止反应，并加入过量双氧水搅拌反应至混合不多液呈现亮黄色。然后用质量分数 10%的稀盐酸和去離(lí)子(不他zǐ)水将其洗涤至中性，離(lí)心去除过量酸和副产物。員內将溶液超声剥離(lí) 6～8 h 后離(lí)心干燥，研磨后即得(de)棕做黃色的 GO 颗粒。

1.2 GO-PTFE 复合膜的制备

取 50 mg 的 GO 颗粒溶解于 50 mL 含有 1.0 mg聚偏西間氟乙烯（PVDF）粉末的 N- 甲基吡咯烷酮（NMP）溶液中，超声分白行散 6 h 后得(de)到 PVDF-GO 分散液。然后以聚四氟乙烯（PT草歌FE，平均孔径 0.22 μm，孔隙率82%）疏水離工微孔膜為(wèi)基底，将 PVDF-GO 分散液均匀涂覆于 PTFE 膜生學表面，以 PVDF 為(wèi)粘连剂将 GO 结合在 PTFE 膜表面朋鄉。用丙酮冲洗膜表面除去反应不(bù)完全的 GO 和 PVDF，真空答事干燥后得(de)到 GO-PTFE 改性复合膜。

1.3 膜蒸馏

膜蒸馏进水取自山西某焦化厂生化段出水，其出水 CO你煙D 為(wèi) 281 mg/L，电导率為(wèi) 3.8 mS/cm。膜村年蒸馏实验所用膜组件為(wèi)实验室自制，有效膜面积為(wè農裡i) 14.4cm2。膜蒸馏过程见图 1。

实验过程中焦化废水生化出水由恒温水浴锅（HH-501報廠A，±0.1 ℃）加热至 50 ℃，冷侧去離(l件能í)子(zǐ)水经低(dī)温恒温槽（DS-20關拍06，±0.1 ℃）维持在 20 ℃，冷热侧分麗做别利用蠕动泵（WT600-2J）以 0.3 m拍長/s 的流速逆流循环。同時(shí)由电子(zǐ)天平（DJ-1000J）连近腦续监测膜蒸馏产水质量，并将单位時(shí)间单位膜面积的产水质量记录為兵音(wèi)膜通(tōng)量，并用电导率仪（SevenMulti）连续测定有河产水电导率。

1.4 表征与分析方法

膜表面经过 GO 改性前后官能团的变化由傅里叶变换红外光谱仪（FT IR些場，PerkinElmer 2000）在全反射红外（ATR-土分FT IR）模式下测定，膜表面亲疏水性的他慢改变由接触测量仪（DSA25）检测，利用热场发射扫描电現看镜（FESEM，JSM-7001F）观测 GO 改性对膜表面形貌的影响河美。未改性原膜和 GO-PTFE 复合膜的膜蒸但美馏出水由三维荧光光谱仪（EEM，CaryEclipse）检测焦化废水中有机物外聽的扩散变化，激发波長(cháng) 200～450 nm，步長(ch錯暗áng) 10 nm；发射波長(cháng) 250～550nm，步長(鐘件cháng) 1 nm；狭缝宽度均為(wèi) 5 nm，测定后視朋扣减空白水样（去離(lí)子(zǐ)水），扫描速率 600 nm/min。下風

2 结果与讨论

2.1 改性前后的膜特性

图 2 為(wèi) PTFE 原膜和表飛廠面改性后 GO-PTFE 复合膜表面的 ATR-FT IR 图谱。

由图 3 可以看出，PTFE 原膜在波数 1 220 cm-1和 1 愛的150 cm-1 有明显出峰，这主要是由于 F－C－F 键的伸缩振动引起的[家畫10]。而经过 GO 表面改性之后，F－話這C－F 键的出峰强度明显降低(dī)，而且在波数 3 4報筆09、1 623、1 724 cm-1 处出现新的吸收峰，这些分議出峰分别对应于 GO 特有的 O－H，C＝C 和 C＝O 官能团的伸缩振动[1影土1]。这說(shuō)明 GO 已经成功涂覆于 PTFE 膜表面形成复合膜结构技我。

图 3 為(wèi)膜表面在空气中与水的接触角。

由图 3 可以看出，PTFE 原膜与水的接触角高达144.2°，說(shuō)遠們明其具有较强的疏水性。经过 GO 表面改性后，接触角降低(dī)為(wèi) 放事103.9°，相比原膜表面的疏水性有明显的們數下降，这应当与 GO 改性后膜表面出现了羟基、羧基、环氧基等亲水基团有关，說劇學(shuō)明 GO 改性改变了原膜表面的亲疏水特日高性，从而可能影响到后续膜蒸馏过程中污染物与膜表面聽哥的接触过程。