聚偏氟乙烯荷電超濾膜的制備及性能研究.pdf

1、水的凈化是21世紀最熱點的話題之一。作為一種綠色高效的新型分離技術(shù)，超濾在水處理領(lǐng)域有著重要的應用價值。目前，由污水中存在的生物大分子導致的膜污染問題依然是制約超濾應用效率的瓶頸。因此，提高超濾膜的抗污染性能尤為迫切。已有研究表明靜電相互作用直接影響膜污染情況，一種有效的減少膜污染的方法是改變膜的荷電情況，利用孔徑截留和靜電排斥的協(xié)同作用，降低膜污染。
　　本論文以聚偏氟乙烯(PVDF)為膜材料，以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)

2、為溶劑，不同相對分子量的聚乙二醇(PEG)為添加劑，應用一種新型的改性方法，即“高壓外電場(2kV)強化”技術(shù)，通過浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制得PVDF超濾膜。研究了電場強度對膜結(jié)構(gòu)、表面基團組成、膜親水性能、膜電位以及膜抗污染性能的影響。結(jié)果表明，與未改性的膜相比，改性PVDF膜的蛋白吸附量明顯降低。同時，在電場強度的影響下，改性PVDF膜的親水性也得到提高。尤其是以PEG600為添加劑的改性PVDF膜，其蛋白吸附量下降了43％，達到132.

3、54μg·cm-2，接觸角為64.8°。然而，外加電場對膜的截留與通量沒有明顯的影響。
　　論文還研究了PVP K30質(zhì)量分數(shù)對PVDF超濾膜性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著PVP K30含量的增加，PVDF膜的分離性增強。且改性的PVDF膜的分離性能優(yōu)于未改性的膜。同時，改性的PVDF膜的親水性高于未改性的膜。改性后的膜的蛋白吸附量有明顯的降低。當PVP K30含量為9％時，改性的PVDF膜的接觸角值為65.4°，蛋白吸附量減小46％

4、，達到26.40μg·cm-2。當PVP K30含量增加時，膜電位亦隨之增加。與此同時，所有改性的PVDF膜的電位均為負值。說明在改性的PVDF膜的表面存在著負電荷。
　　根據(jù)以上的研究結(jié)果，我們進一步制備出了一系列以不同相對分子量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為致孔劑的PVDF超濾膜，并分別研究了致孔劑分子量、電場強度對膜性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，隨著PVP分子量的增加，改性與未改性的膜的電位都隨之減小。改性PVDF膜的超濾性能也得到提