抗污染油水分離聚偏氟乙烯復(fù)合膜的研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)是一類性能優(yōu)良的膜材料。本文通過(guò)三種親水改性方法制備油水分離復(fù)合膜,研究了制膜條件與改性膜性能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系；對(duì)改性膜的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了表征。 以PVDF微孔膜為基膜,以對(duì)苯二甲酰氯(TPC)和間苯二胺為反應(yīng)單體,采用界面聚合方法制備了高性能的抗污染油水分離PA/PVDF復(fù)合膜,研究了反應(yīng)單體濃度、熱處理時(shí)間、熱處理溫度因素對(duì)復(fù)合膜分離性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)TPC,間苯二胺,乙二胺濃度分別為5g/L、10g/

2、L、2g/L,熱處理時(shí)間10min,熱處理溫度35℃時(shí),復(fù)合膜對(duì)100mg/L乳化油溶液截留率達(dá)到91.76％,通量為50.77 L·m-2·h-1;采用表面接觸角、傅立葉紅外光譜(FITR-ATR)分析了膜表面性質(zhì)及變化,通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)比較了膜的表面形態(tài)。結(jié)果表明,復(fù)合膜表面有芳香族聚酰胺薄層的存在,與基膜相比,接觸角降低了47.60％,復(fù)合膜表面親水性顯著增強(qiáng),復(fù)合膜表面膜孔數(shù)量減少；比較了基膜和復(fù)合膜的水通量、COD

3、截留率及牛血清蛋白(BSA)吸附量,探討了基膜和復(fù)合膜的清洗方式和通量恢復(fù)率。結(jié)果表明,復(fù)合膜在連續(xù)過(guò)濾60min以后達(dá)到穩(wěn)定狀念后通量穩(wěn)定在55 L·m-2·h-1左右,對(duì)COD的截留率達(dá)到95％；復(fù)合膜的抗污染性能更好：復(fù)合膜清洗后的通量恢復(fù)率大于基膜,三種清沈方式對(duì)復(fù)合膜的清沈效果依次為：堿>純水>酸。 采用涂覆法制備了納米TiO2/PVDF油水分離復(fù)合膜,研究了不同濃度納米TiO2溶膠涂覆改性對(duì)PVDF復(fù)合膜性能和結(jié)構(gòu)的

4、影響,結(jié)果顯示：隨著納米TiO2濃度的增加,復(fù)合膜的純水通量、油截留率、COD去除率等分離性能指標(biāo)隨之提高,接觸角減小,親水性增強(qiáng),熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度逐步增強(qiáng)；通過(guò)XRD、XPS、BET及SEM分析對(duì)制備的納米TiO2/PVDF復(fù)合膜進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,結(jié)果顯示：平均粒徑為8.8nm的銳鈦礦TiO2被嵌入到PVDF膜表面,對(duì)改善膜的親水性起到重要作用；膜表面極性基團(tuán)的數(shù)目顯著增加；復(fù)合膜平均孔徑減小,比表面積提高,有利于分離性能的增強(qiáng)；SE

5、M分析顯示復(fù)合膜的污染程度低于基膜；復(fù)合膜的性能測(cè)試表明：通量穩(wěn)定在45 L·m-2·h-1左右,對(duì)COD的截留率達(dá)到90％以上,具有良好的抗污染性能。 采用溶膠-凝膠法制備了TiO2溶膠,并用來(lái)共混改性PVDF微孔膜,制得TiO2/PVDF雜化膜。應(yīng)用紅外光譜、熱重分析、掃描電子顯微鏡、拉伸強(qiáng)度測(cè)試分別對(duì)雜化膜的晶相結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、表面形貌和機(jī)械性能進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果表明雜化膜的微觀結(jié)構(gòu)與PVDF微孔膜相比有了顯著的改善。應(yīng)用接