抗污染油水分离偏氟乙烯复合膜的研究.pdfVIP

摘要 聚偏氟乙烯(PVDF)是一类性能优良的膜材料。本文通过三种亲水改性方 法制备油水分离复合膜，研究了制膜条件与改性膜性能和结构的关系；对改性 膜的结构性能进行了表征。 以PVDF微孔膜为基膜，以对苯二甲酰氯(TPC)和问苯二胺为反应单体， 采用界面聚合方法制备了高性能的抗污染油水分离彤汗VDF复合膜，研究了反应 单体浓度、热处理时间、热处理温度因素对复合膜分离性能的影响。实验表明， 当TPC，问苯二胺，乙二胺浓度分别为59／L、109／L、29／L，热处理时问10min， 热处理温度35℃时，复合膜对100mg／L孚L化油溶液截留率达至1191．76％，通量为 50．77 L．m-Z．h一；采用表面接触角、傅立叶红外光谱(FITR．ATR)分析了膜表面 性质及变化，通过扫描电子显微镜(SEM)比较了膜的表面形态。结果表明，复 合膜表面有芳香族聚酰胺薄层的存在，与基膜相比，接触角降低了47．60％，复 合膜表面亲水性显著增强，复合膜表面膜孔数量减少；比较了基膜和复合膜的水 通量、COD截留率及牛血清蛋白(BSA)吸附量，探讨了基膜和复合膜的清洗方 式和通量恢复率。结果表明，复合膜在连续过滤60min以后达到稳定状态后通量 稳定在55L·m-2．h‘1左右，对COD的截留率达到95％；复合膜的抗污染性能更好： 复合膜清洗后的通量恢复率大于基膜，三种清沈方式对复合膜的清洗效果依次 为：碱纯水酸。 采用涂覆法制备了纳米TiOz／PVDF油水分离复合膜，研究了不同浓度纳米 Ti02溶胶涂覆改性对PVDF复合膜性能和结构的影响，结果显示：随着纳米Ti02 浓度的增加，复合膜的纯水通量、油截留率、COD去除率等分离性能指标随之 提高，接触角减小，亲水性增强，热稳定性和机械强度逐步增强；通过XRD、 果显示：平均粒径为8．8nm的锐钛矿Ti02被嵌入到PVDF膜表面，对改善膜的 亲水性起到重要作用；膜表面极性基团的数目显著增加；复合膜平均孔径减小， 比表面积提高，有利于分离性能的增强；SEM分析显示复合膜的污染程度低于 基膜；复合膜的性能测试表明：通量稳定在45L．m-2．h以左右，对COD的截留 率达到90％以上，具有良好的抗污染性能。 采用溶胶．凝胶法制备了Ti02溶胶，并用来共混改性PVDF微孔膜，制得 Ti02／PVDF杂化膜。应用红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜、拉伸强度测 试分别对杂化膜的晶相结构、热稳定性、表面形貌和机械性能进行了测试，结 果表明杂化膜的微观结构与PVDF微孔膜相比有了显著的改善。应用接触角测 试、分离乳化油溶液实验、牛血清蛋白吸附实验，分别对杂化膜的亲水性、分 离性能、抗污染性能进行了研究。结果表明，与PVDF微孔膜比较，杂化膜的 L·m-2．h～， 亲水性明显增强，接触角由79．2。降低到了38．30；纯水通量达到211．11 对100mg／L乳化油溶液的截留率达到93％以上；牛血清蛋白吸附量小于PVDF 微孔膜，抗污染能力更强。研究发现过高浓度的Ti02溶胶会造成杂化膜各项性 能指标下降。 关键词t聚偏氟乙烯膜，亲水改性，聚酰胺，纳米二氧化钛，结构与性能 Abstract akindofmembranematerialwithexcellent Poly(vinylidenefluoride)(PVDF)is characteristics．Inthis membranesfor oil—in-water thesis，fouling—resistantseparating were three modificationmethods．Theeffectsof emulsions hydrophilic preparedby conditionsonthestructuresand ofPVDFmembraneswere preparating properties