g-C3N4/TiO2-PVDF光响应膜界面实现高效油水分离:不同暴露晶面诱导的渗透性和选择性差异及性能

摘要：

油滴堵塞导致的膜污染问题限制了膜技术在油水分离中的应用,构建选择性分离油水混合液的功能界面是实现高效油水分离的重要途径.本文制备了TiO2(001)和(101)晶面暴露的g-C3N4/TiO2-PVDF(聚偏氟乙烯膜)光催化膜,研究了不同暴露晶面对油水分离效果的影响及作用过程.结果显示,光照射下,TiO2(001)晶面赋予了g-C3N4/TiO2(001)-PVDF膜优异的超亲水和水下超疏油特性,与TiO2(101)晶面暴露的膜相比,g-C3N4/TiO2(001)-PVDF膜具有更优异的油水分离性能.g-C3N4/TiO2(001)PVDF膜在可见光照射下,纯水通量达到2002.9 L·m?2·h?1,较g-C3N4/TiO2(101)-PVDF膜提升了60.8％,较黑暗条件下提升了47.1％;对5种不同油类物质的截留效率均＞99％,且保持420.4～665.2 L·m?2·h?1的高渗透通量.而g-C3N4/TiO2(101)-PVDF膜截留效率最高仅有61.8％,且渗透通量不足200 L·m?2·h?1.通过瞬态光电流响应和电子顺磁共振技术探究了不同晶面暴露光催化膜的作用机理.结果表明,g-C3N4/TiO2(001)-PVDF膜的光响应电流更强且羟基自由基产量更多.g-C3N4/TiO2(001)-PVDF膜经过长达360 min的连续实验,渗透通量依然有264 L·m?2·h?1;8次循环再生实验中始终保持高截留效率和渗透通量.

关键词：油水分离、光诱导转化、g-C3N4/TiO2、晶面暴露

所属期刊栏目：44

分类号：O643(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金51978227

在线出版日期：2023-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：195-204