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超滤膜(UF)分离技术由于具有能耗低,对大分子有机物及悬浮颗粒截留率高,环境友好等优势,已广泛应用在水处理领域。其中最常用的超滤膜材料为聚偏氟乙烯(PVDF)。PVDF是一种半结晶性聚合物,具有优异的抗腐蚀性、耐热性、耐辐射性和化学稳定性,同时具备较好的力学性能和良好的成膜性。但由于制备的PVDF膜表面能低、疏水性强,需要更大的驱动压力;且膜表面容易吸附蛋白质等有机物造成膜污染,增加了运营成本。因此,对PVDF膜改性,提高其亲水性,是解决上述问题的最常用方法之一。本文选用不同的亲水性材料(MWCNTs-OH、纳米ZnO、MOFs)通过相转化法制备改性PVDF复合膜,并研究了不同添加剂对PVDF膜形貌及性能的影响。具体方法如下:本文将羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)作为添加剂共混到PVDF铸膜液中,制得MWCNTs-OH/PVDF复合膜。研究了MWCNTs-OH管径和含量对膜结构及性能的影响。结果显示当MWCNTs-OH管径范围为20-30 nm时,MWCNTs-OH/PVDF复合膜的拉伸强度提高了 14%,水通量高达243.3 L/(m2 h),而截留率相对于纯PVDF膜没有明显变化。本文合成了具有片状结构的纳米氧化锌(ZnO),并将其作为添加剂共混到PVDF铸膜液中,制备出ZnO/PVDF复合膜。结果发现,膜的水通量相对于纯PVDF膜提高了 167%;与常用的球状纳米ZnO改性PVDF膜对比,发现片状纳米ZnO改性后的PVDF膜具有更高的孔隙率,水通量提高了23%。相对于纯PVDF膜,添加纳米ZnO会使得其机械强度增加,且片状结构的ZnO赋予超滤膜更高的机械强度。采用原位聚合的方法,在PVDF铸膜液中原位合成了 MOF-5,经相分离后得到MOF-5-PVDF复合膜。与直接使用MOF-5进行掺杂得到的MOF-5/PVDF复合膜相比,MOF-5-PVDF复合膜的亲水性提高,具有更高的纯水通量和更好的抗污染性能。MOF-5-PVDF复合膜的纯水通量为160 L/(m2 h),达到纯PVDF膜水通量的7倍,是MOF-5/PVDF复合膜水通量的1.6倍。经过BSA三次污染MOF-5-PVDF膜的纯水通量恢复率仍高达90%以上。