改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备和性能研究

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本文采用相转化法制备了改性PVDF超滤膜,通过添加纳米氢氧化镁(Mg(OH)2)、纳米二氧化硅(Si O2)、天然高分子(羧甲基纤维素、丝瓜络)、氯化锂(Li Cl)、聚氨酯(PU)来优化孔结构,并对改性超滤膜的成膜动力学、微观结构、孔隙率、吸湿率、亲水性、水通量、截留率、抗污染性以及结晶能力进行了表征。并且进一步研究了溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)/非溶剂(乙醇)效应和溶液结晶-聚合物扩散法(CCD法)对超滤膜性结构以及性能的影响。加入Li Cl的PU/PVDF超滤膜体系,孔结构得到改善,抗污染性能提高,添加量为1%时,吸湿率最大,添加量为2%时,水通量和亲水性最好,截留率下降不大,综合性能好。选用纳米Mg(OH)2和纳米Si O2,加入到PVDF膜中,实验表明,两种纳米材料都可以促进微孔结构的生成,抗污染性提高,其中纳米Mg(OH)2加入后水通量增加更好。分别为上述体系添加Li Cl,结果表明膜的结构、孔隙率、吸湿率、亲水性、水通量、截留率、抗污染性以及结晶能力都得到改善。在氯化锂添加量为2%时,纳米Mg(OH)2和纳米Si O2体系综合性能优秀。在PVDF中分别添加羧甲基纤维素和丝瓜络,膜的大孔结构更加明显,微孔数量增多,水通量和抗污染性提高,当羧甲基纤维素的含量为1%时,整体性能较好;当丝瓜络含量1.5%时,综合性能好。溶剂/非溶剂对PVDF超滤膜的影响,通过改变N,N-二甲基乙酰胺和乙醇的比例,达到改善膜性能的目的。结果发现,改变比例后,微孔增多,孔隙得到改善,在9/1的比例时,水通量最大,膜的综合性能好于其他组分。通过CCD法制备了超大水通量的超滤膜,相比于传统的湿法成膜,水通量大大提高,但截留率变小,抗污染能力下降。
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