GO-PTFE复合膜在生态旅游景区的应用利用自然恩赐进行焦化废水深度处理与蒸馏技术

摘要：

为了提高膜的抗污染抗润湿性能，采用表面涂覆法将（GO）结合在聚四氟乙烯（PTFE）膜表面，制备亲水 - 疏水复合膜用于深度处理，并对比了改性复合膜与未改性原膜的表面特性和膜蒸馏效果，分析了 GO 表面改性对膜蒸馏效果的强化机制。结果表明，经过 GO 改性的 PTFE 膜接触角由 144.2°下降至103.9°，且表面出现羟基、羧基等亲水性官能团，说明亲水改性成功。通过实验发现，该材料通量提高了36.6%，产水电导率保持在 25 μS/cm，同时出水中无机盐和有机物含量显著减少。

关键词：生态旅游；氧化石墨烯（GO）；聚四氟乙烯（PTFE）；焦化废水处理；亲疏分离技术

近年来，在全球范围内，对于环境保护意识日益增强，这促使人们关注如何有效地回收和重用资源，而生态旅游作为一种新的发展趋势，其核心是以自然环境为依托，以绿色环保为主题，将自然教育、文化体验、健康休闲相结合。然而，由于工业生产过程中的排放问题，如焦化废water，它们常常会带来严重的环境污染问题，对于解决这些问题，我们需要更加高效而环保的手段。

本研究旨在探讨一种新型材料——GO-PTFE 复合膜及其在生态旅游景区中的应用。这一材料通过将氧化石墨烯（GO）的亲水性能与聚四氟乙烯（PTFE）的疏水性能相结合，从而形成了一种既具有良好清洁能力又不易被污染物附着的复合薄层结构。在此基础上，本研究还进一步探究其适应于不同类型焦化废water深度处理及去除有机物方面的情况，以及其对于提升景区整体可持续发展水平所起到的作用。

实验部分

1.1 GO 的制备

采用 Hummers 法制备 GO[9]。首先，在冰浴中将 5 g 石墨与 115 mL 浓硫酸、2.5 g 硝酸钠和 15 g 高锰酸钾混合反应，然后向混合液中缓慢加入过量双氧水终止反应，并加入过量稀盐酸洗涤至 pH 值接近7，最终得到棕色的 GO 颗粒。

1.2.GO-PTFE 复合膜的制备

取一定质量的 GO 颗粒溶解到 PVDF-GO 分散液中，再均匀涂覆到 PTFE 膜上，用 PVDF 粉末粘结后冲洗干净并真空干燥得到改性的复合薄层结构。

1.3 膜蒸馏

使用山西某焦化厂提供的一定浓度COD值281 mg/L 的生化出flow作为进料源，以恒温器加热至50℃并冷却至20℃进行循环流动条件下的实验操作。通过电子天平连续监测产出的质量变化情况，并记录单位时间单位面积产出的数量，即称之为“通量”，同时使用电导率仪监测产出的电导率变化情况，以评估其纯净程度。此外，还使用三维荧光光谱仪检测产生后的产品是否含有剩余污染物以及它是否达到可以直接释放回大气或地下资源库标准。

结果显示，该方法不仅能够极大地提高受试品质，而且能够有效去除杂质，使得最后生成产品符合国际标准，为后续更高级别利用奠定坚实基础。本次研究成果对于未来推广该技术具有一定的参考价值，也为相关领域提供了一些思路。