近年来，膜蒸馏已成功应用于制药废水、印染废水爸們、煤气化废水和放射性废水领域，对其中的复杂污染物能作醫达到较好(hǎo)的截留效果[1-3]。但同時(shí吃生)也有报道显示，膜蒸馏对这些废水中的疏水性及高挥发性组分的截留玩市效率相对较低(dī)，工(gōng)业废水中愛頻较高的污染物含量會(huì)导致较明显的膜污染和通(t冷現ōng)量衰减现象，成為(wèi)当前制约膜蒸說來馏技术在工(gōng)业废水处理领域发展的主要障碍[4]。另一(yī)方面藍書，笔者课题组前期也在膜蒸馏深度处理焦化废水方面開(kāi)懂煙展了一(yī)系列研究，结果显示膜蒸馏虽然能有效土窗截留焦化废水生化出水中大(dà)部分污染物，但仍有少量酚歌在类、苯系物等低(dī)分子(zǐ)量的有机物會(huì)扩散进入产水侧影响出水動物水质，而且这些有机物的扩散还會(huì)进音大一(yī)步加劇(jù)膜润湿[5-6]。為(w個下èi)了解决上述不(bù)利影响，有必要发展一(yī)种能增强膜表面抗污染抗姐可润湿性能的有效方法。

表面改性是一(yī)种提高膜表面抗污染抗飛做润湿性能的有效手段，针对焦化废水中含有油类和多种疏水性有机污染物，疏水膜外光表面的亲水改性有利于减缓有机污染物在膜表面的粘附累积。有研究将水凝胶、甘油、如玩纳米碳材料等亲水性聚合物结合在疏水微孔膜表面形成亲商信水 - 疏水双层复合膜结构，利用膜表面形成的亲水层阻隔油性污染物在膜表面厭北的粘附浸润[7-8]。HU 等利用氧化石墨烯街朋（GO）制备的膜材料能够有效分離(lí)模拟呢聽废水中的盐类和有机染料[9]。然而 GO 改要相性用于膜蒸馏处理焦化废水的研究还鲜有报道，需要进一女算(yī)步探究其可行性。

本研究采用 GO 表面改性制备亲水 - 疏水新型复合膜材料，身吃探究改性前后膜材料在润湿性、表面官能团和表面形貌方面的变化；并通(tōng)黑劇过膜蒸馏实验对比改性前后膜材料应用于焦化废水深度处理的效果，验证复合膜用術物于膜蒸馏深度处理焦化废水的可行性，并分析 GO 表面改性姐技对膜蒸馏效果的强化机制。

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 短從5 g 石墨与 115 mL 浓硫酸、2.5 g 硝海玩酸钠和 15 g高锰酸钾混合反应 1 h，随后将反应温度升高至 麗呢38 ℃，持续搅拌反应 30min，然后向混合液中缓慢加入 醫麗400mL 去離(lí)子(zǐ)水，温度控制在 95 ℃左右，反应 20 見服min后加入 300 mL 去離(lí)子(zǐ)水终止反应，飛女并加入过量双氧水搅拌反应至混合液呈现亮黄色。然后用质量分数 10%的稀盐酸和去電得離(lí)子(zǐ)水将其洗涤至中性，離(lí)心去朋朋除过量酸和副产物。将溶液超声剥離(lí) 6～是就8 h 后離(lí)心干燥，研磨后即得(de)棕色的 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聚錢開偏氟乙烯（PVDF）粉末的 N- 甲基吡咯烷酮（NMP）溶液中，女冷超声分散 6 h 后得(de)到 PVDF-GO 分散術業液。然后以聚四氟乙烯（PTFE，平均孔径 0.22 μm，孔隙間到率82%）疏水微孔膜為(wèi)基底，将 PVDF-GO 分散液均匀涂覆農如于 PTFE 膜表面，以 PVDF 為(wèi)粘连剂将 GO照但 结合在 PTFE 膜表面。用丙酮冲洗膜表面除去反应不(bù)完全器低的 GO 和 PVDF，真空干燥后得(de)到 GO-PTFE 改性复合習店膜。

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 C山呢OD 為(wèi) 281 mg/L，电导率如舊為(wèi) 3.8 mS/cm。膜蒸馏实验所用膜组件為(wèi)实事計验室自制，有效膜面积為(wèi) 14.4c民廠m2。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（H頻西H-501A，±0.1 ℃）加热至 50 ℃，冷侧去離(lí)子(到說zǐ)水经低(dī)温恒温槽（DS-2006，±0.1 ℃）维持在 20 ℃，章得冷热侧分别利用蠕动泵（WT600-2J）都銀以 0.3 m/s 的流速逆流循环。同時(shí)由电子草呢(zǐ)天平（DJ-1000J）连续监测膜蒸馏产水质廠相量，并将单位時(shí)间单位膜面积的产水质量记录為(wèi)膜通(t分近ōng)量，并用电导率仪（SevenMulti）连续测兵店定产水电导率。

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訊年傅里叶变换红外光谱仪（FT IR，PerkinElmer 2000）在鐵月全反射红外（ATR-FT IR）模式下测定，女了膜表面亲疏水性的改变由接触测量仪（DSA25）检测，利用热场发射扫描电镜（FE金訊SEM，JSM-7001F）观测 GO 改性对膜表面媽兒形貌的影响。未改性原膜和 GO-PTFE 复合膜的膜蒸馏出水由三维荧術是光光谱仪（EEM，CaryEclipse）检测焦化废水中有机物的自草扩散变化，激发波長(cháng) 200～450 nm，步長(ch文子áng) 10 nm；发射波長(cháng) 250～550nm，步答好長(cháng) 1 nm；狭缝宽度均為(w風黑èi) 5 nm，测定后扣减空白水样（去離(lí)子(zǐ時見)水），扫描速率 600 nm/min。

2 结果与讨论

2.1 改性前后的膜特性

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

由图 3 可以看出，PTFE 原膜在波数爸什 1 220 cm-1和 1 150 cm-1 有明显出峰計高，这主要是由于 F－C－F 键的伸缩振动引起的[10]。而经过 GO 表面下白改性之后，F－C－F 键的出峰强度明显降低(dī)，而且在波数 3 409、自看1 623、1 724 cm-1 处出现新的吸收暗小峰，这些出峰分别对应于 GO 特有的 O－H，C＝C 但票和 C＝O 官能团的伸缩振动[11]。这什樹說(shuō)明 GO 已经成功涂覆于 PTFE 膜表面形成复合膜结构。

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(shu妹聽ō)明其具有较强的疏水性。经过 GO 表面改性后，接触角降樂文低(dī)為(wèi) 103.9°，相醫西比原膜表面的疏水性有明显的下降，这应当与 GO 改性后膜表面出店做现了羟基、羧基、环氧基等亲水基团有关，說(shuō)明 GO 改性改变了原膜表她公面的亲疏水特性，从而可能影响到后续膜蒸馏过程中污染物吃中与膜表面的接触过程。