聚偏氟乙烯超濾膜的制備及改性研究.pdf

1、超濾膜(UF)分離技術(shù)由于具有能耗低，對大分子有機物及懸浮顆粒截留率高，環(huán)境友好等優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用在水處理領(lǐng)域。其中最常用的超濾膜材料為聚偏氟乙烯(PVDF)。PVDF是一種半結(jié)晶性聚合物，具有優(yōu)異的抗腐蝕性、耐熱性、耐輻射性和化學(xué)穩(wěn)定性，同時具備較好的力學(xué)性能和良好的成膜性。但由于制各的PVDF膜表面能低、疏水性強，需要更大的驅(qū)動壓力;且膜表面容易吸附蛋白質(zhì)等有機物造成膜污染，增加了運營成本。因此，對PVDF膜改性，提高其親水性，是解

2、決上述問題的最常用方法之一。本文選用不同的親水性材料（MWCNTs-OH、納米ZnO、MOFs）通過相轉(zhuǎn)化法制備改性PVDF復(fù)合膜，并研究了不同添加劑對PVDF膜形貌及性能的影響。具體方法如下:
　　本文將羥基化多壁碳納米管(MWCNTs-OH)作為添加劑共混到PVDF鑄膜液中，制得MWCNTs-OH/PVDF復(fù)合膜。研究了MWCNTs-OH管徑和含量對膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。結(jié)果顯示當(dāng)MWCNTs-OH管徑范圍為20-30nm時，M

3、WCNTs-OH/PVDF復(fù)合膜的拉伸強度提高了14％，水通量高達243.3L/(m2h)，而截留率相對于純PVDF膜沒有明顯變化。
　　本文合成了具有片狀結(jié)構(gòu)的納米氧化鋅(ZnO)，并將其作為添加劑共混到PVDF鑄膜液中，制備出ZnO/PVDF復(fù)合膜。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，膜的水通量相對于純PVDF膜提高了167％;與常用的球狀納米ZnO改性PVDF膜對比，發(fā)現(xiàn)片狀納米ZnO改性后的PVDF膜具有更高的孔隙率，水通量提高了23％。相對于純P

4、VDF膜，添加納米ZnO會使得其機械強度增加，且片狀結(jié)構(gòu)的ZnO賦予超濾膜更高的機械強度。
　　采用原位聚合的方法，在PVDF鑄膜液中原位合成了MOF-5，經(jīng)相分離后得到MOF-5-PVDF復(fù)合膜。與直接使用MOF-5進行摻雜得到的MOF-5/PVDF復(fù)合膜相比，MOF-5-PVDF復(fù)合膜的親水性提高，具有更高的純水通量和更好的抗污染性能。MOF-5-PVDF復(fù)合膜的純水通量為160L/(m2h)，達到純PVDF膜水通量的7倍，是