納米TiO2表面修飾PVDF雜化膜的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、膜分離技術(shù)具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。聚偏氟乙烯(PVDF)綜合性能優(yōu)異，是用于膜制備的常用膜材料之一。但PVDF的疏水性導(dǎo)致其在水處理應(yīng)用中容易被污染，成為其在膜技術(shù)應(yīng)用中的主要障礙。
　　 為解決PVDF膜在應(yīng)用過程中的膜污染問題，本文結(jié)合共混和涂覆兩種方法對(duì)PVDF膜進(jìn)行親水化改性，并提出了一種穩(wěn)定性較好的復(fù)合膜制備方法。共混材料選用醋酸纖維素(CA)和TiO2有機(jī)溶膠；涂覆材料選用TiO2水溶膠和S

2、iO2水溶膠。選用三種模擬污染物(牛血清蛋白BSA、腐植酸HA和甲苯)對(duì)膜的基本性能進(jìn)行考察，包括分離性能、親水性和抗污染性等，并通過阻力計(jì)算、靜態(tài)吸附與解吸和修正污染指數(shù)(MFI)值比較等手段分析膜的抗污染性能。最后，利用傅立葉紅外光譜(FT-IR)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)等測(cè)試方法表征膜的微觀結(jié)構(gòu)。
　　 結(jié)果表明，向PVDF膜材料中混入CA或TiO2有機(jī)溶膠提高了膜的親水性，加入TiO2有機(jī)溶膠的共混膜抗污染性

3、較好，在共混基礎(chǔ)上涂覆納米TiO2和SiO2粒子溶膠制備出復(fù)合膜，其各項(xiàng)性能均得到改善，且表面涂層具有較好的穩(wěn)定性。復(fù)合膜對(duì)BSA和HA的截留率分別上升了35％和20％；接觸角最大下降了60°，親水性大幅提高；復(fù)合膜M-T/T對(duì)BSA和HA的相對(duì)通量衰減率(RFR)下降了25％左右，通量恢復(fù)率(FRR)上升到90％以上。
　　 阻力分析結(jié)果顯示，復(fù)合膜的總阻力較PVDF膜和共混膜有顯著降低，不可逆阻力下降幅度最大，尤其是M-T/

4、T效果最為顯著，各污染物的下降幅度均在80％以上；靜態(tài)吸附與解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，復(fù)合膜對(duì)蛋白質(zhì)類污染物BSA、高分子有機(jī)酸類污染物HA和芳香族碳?xì)浠衔镱愇廴疚锛妆降奈搅烤兴鶞p少，BSA的吸附量下降了90％以上，HA和甲苯的吸附量均下降了近50％，BSA和HA的解吸率分別上升了35％和20％；MFI值比較結(jié)果也表明涂覆納米TiO2和SiO2粒子可有效提高膜的抗污染性。在采用不同涂覆液的復(fù)合膜中，復(fù)合膜M-T/T的綜合性能最為優(yōu)異，具備