TiO2纳米粒子对PVDF超滤膜的结构与性能影响研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同纳米TiO2溶胶含量的TiO2/PVDF超滤膜,探讨TiO2溶胶及其含量对膜性能及结构的影响,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱和接触角测量仪表征了复合膜的结构.结果表明,经纳米TiO2溶胶改性后,TiO2/PVDF复合膜的孔隙率、接触角和结构等都发生了显著的变化,在TiO2溶胶添加质量分数为4％时条件下,膜的孔隙率为74.5％,水通量为430.6L·m-2·h-1,截留率为82.5％.     

聚偏氟乙烯／蒙皂石超滤膜的制备及性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,无机层状材料蒙皂石(MMT)为添加剂,通过溶胶-凝胶相转化法研制成PVDF/MMT超滤膜.考察了MMT质量分数在0%~9%范围内对铸膜液黏度、膜孔隙率、孔径、水通量、PEG20000截留率等性能的影响,以及相图和DSC曲线的变化.实验结果表明,MMT的加入使铸膜液的黏度增加,铸膜液呈现非牛顿流体中的假塑性流体的特性;当MMT加入质量分数为7%时,PVDF/MMT超滤膜水通量可达94.32 L·m-2·h-1,对PEG20000的截留率达95.2%.MMT的添加对成膜过程也有影响,从相图分析,加入MMT改变了液–固双节点的位置,铸膜液对非溶剂的容纳能力降低;而从DSC测试曲线得知PVDF/MMT膜的结晶度低于PVDF膜.     

不同铸膜液成分对PES/PVDF膜结构与性能影响的研究

采用浸没沉淀相转化法,以二甲亚砜(DMSO)、磷酸三乙酯(TEP)及二甲基乙酰胺(DMAC)作为铸膜溶剂,制备聚醚砜(PES)/聚偏氟乙烯(PVDF)共混膜,研究不同铸膜液成分对膜结构与性能的影响。通过膜的纯水通量、孔隙率、接触角等表征膜性能。利用有机添加剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)改变PES/PVDF共混膜的性能,结果表明无机添加剂可增大其纯水通量和孔隙率并改善其亲水性。     

混合添加剂对TiO2/PVDF平板超滤膜性能和结构的影响

研究了不同比例的混合添加剂PEG600-LiCl、丙酮-LiCl、丙三醇-LiCl和PVP-LiCl对TiO2/PVDF平板超滤膜性能和结构的影响,并利用扫描电子显微镜( SEM)和接触角测量仪表征了复合膜的结构.结果表明,PEG600-LiCl、丙酮-LiCl、丙三醇-LiCl和PVP-LiCl 4种混合添加剂均可以改善膜性能,其中PEG600-LiCl、丙三醇-LiCl、PVP-LiCl3种混合添加剂加到铸膜液中,明显改善了PVDF膜表面的亲水性,可以将膜表面接触角降低至55°.当PVP与LiCl的质量比为1∶2时,膜的性能达到最优,孔隙率为82.5％,平均孔径为0.1 μm,水通量为100.5 L·m-2·h-1,截留率为95.4％.     

铸膜液中聚甲基丙烯酸甲酯含量对聚偏氟乙烯膜的影响

为深入研究铸膜液中聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)含量对聚偏氟乙烯(PVDF)膜的影响,文中配制不同PMMA含量的铸膜液,通过溶液相转化法制备PVDF平板膜,采用扫描电镜、原子力显微镜和接触角测定仪、孔径分析仪、纯水通量测定仪对膜形貌和膜性能进行分析.结果表明,随铸膜液中PMMA含量增加,膜的孔径减小,膜表面的粗糙程度降低,膜的抗污染性能增强,当PMMA含量为1 wt％时,膜通量达到最大值,膜性能最佳.     

二次刮膜法制备处理石化污水聚偏氟乙烯复合膜

研究了一次刮膜形成偶联层的涂覆液组成与刮膜厚度以及二次刮膜铸膜液的配方与成膜工艺,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对制备的膜组成及结构进行了表征。首先通过聚合物共混相容性实验筛选出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为支撑层聚酯无纺布与聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液之间的偶联层聚合物,确定一次刮膜涂覆液中PMMA的质量分数为12%,刮膜厚度为20μm;然后优化确定了二次刮膜铸膜液配方NMP/PVDF/PMMA/PVP质量比为74/16/4/6。经二次刮膜法制备的聚偏氟乙烯平板复合超滤膜机械强度高,抗反洗能力强,主体材料为PVDF,在0.1 MPa条件下纯水通量稳定在628.1 L/(h·m~2),接触角为53.7°,用于实际石化废水处理运行1个月膜平均产水通量约为68.3 L/(h·m~2),产水浊度基本稳定在0.2~0.6 NTU之间,膜表面污染物较少,抗污染能力强。     

PVDF/SiO_2杂化内支撑型中空纤维膜的制备及性能研究

利用涤纶纤维丝(PET)编织管作为内支撑层,将纳米SiO_2添加到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,通过涂覆-浸没沉淀相转化法制得PVDF/SiO_2杂化内支撑型中空纤维膜,考察了铸膜液中不同SiO_2含量对膜性能的影响。结果表明,PET编织管的加入,使中空纤维膜的拉伸强度超过50 MPa。随着纳米SiO_2含量增加,膜的接触角从78.5°降至60.6°,杂化膜的纯水通量增大、孔隙率提高。X射线衍射仪图谱表明,SiO_2的加入未改变PVDF的主要晶型构成。当SiO_2的质量分数为1.5%时,杂化膜的纯水通量达到192.6 L/(m~2·h),孔隙率为68%,拥有了优异的过滤性能。     

强疏水性PDMS/PVDF微孔膜的制备及其性能研究

利用非溶剂相转化法（NIPS）,通过在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中加入聚二甲基硅氧烷(PDMS),制备了PDMS/PVDF共混疏水微孔膜,并研究了凝胶浴组成（水/乙醇）对铸膜液凝胶动力学、膜形貌、疏水性及力学性能的影响。结果表明,随着凝胶浴中乙醇百分含量由零增加至100 %时,PDMS/PVDF共混膜的断面上指状孔基本消失,海绵状孔结构贯穿断面;当凝胶浴中乙醇含量为100 %时,PDMS与PVDF发生分相;膜表面疏水性能增加,水接触角达到139.68 °;弹性模量、拉伸强度、断裂伸长率分别由（48.06±4.20）、（2.82±0.15） MPa、（92.90±2.53） %下降至（15.70±2.83）、（0.72±0.13） MPa、（15.47±1.63） %。     

膜蒸馏用PVDF抗复合污染膜的制备与测试

为提高膜的抗污染能力,对聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜进行表面涂覆改性,得到超疏水PVDF平板膜,再将超疏水PVDF平板膜进行表面亲水化改性,制备出超疏水/亲水复合PVDF膜。当PVDF的质量浓度为2%、聚乙二醇（PG）的质量浓度为39%、涂敷液温度为50℃、蒸发时间为10 s、凝固浴温度为60℃时,超疏水PVDF平板膜接触角达到154.8°。表面亲水改性制得的PVDF超疏水/亲水复合膜的接触角为41°。然后研究了超疏水PVDF平板膜和PVDF超疏水/亲水复合膜的抗膜污染性能。结果显示,超疏水PVDF平板膜具有优良的抗无机污染性能和一定的抗有机污染性能;PVDF超疏水/亲水复合膜不仅具有优良的抗无机污染性能,而且其抗复合污染性能尤其是抗有机污染性能得到明显提升,为进一步构建高性能膜蒸馏抗污染膜提出了一个可行的技术方向。     

聚偏氟乙烯多孔膜物理共混法改性研究进展

针对聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜改性，将PVDF铸膜液加入添加剂进行物理共混是一种简单、有效的方法。文章综述了近年来利用不同添加剂通过物理共混改性PVDF多孔膜的研究进展，归纳了常见的添加剂类型，包括无机添加剂如二氧化硅(SiO₂)、二氧化钛(TiO₂)、氧化锌(ZnO)、碳纳米管(CNT)、氧化石墨烯(GO)等，有机添加剂如聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、两亲性聚合物等。文章指出未来需加强对已有添加剂与PVDF物理共混成膜动力学和热力学研究，优化物理共混改性的制备过程，提高添加剂和膜基体的结合力，以制备高稳定性、性能优异的PVDF改性膜。     

凝固浴组成和温度对PVDF疏水微孔膜结构与性能的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)/磷酸三乙酯(TEP)-N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液体系,乙醇水溶液为凝固浴制备高性能的PVDF疏水微孔膜。考察了凝固浴中乙醇(EtOH)含量及凝固浴温度对PVDF成膜分相速率、膜结构和膜疏水性的影响。实验结果表明,在20℃的凝固浴温度下,凝固浴中乙醇含量的升高减慢了铸膜液体系的分相速率,提高了PVDF膜的孔隙率;在凝固浴中添加60%(wt)的乙醇,可形成表面荷叶状结构和截面对称的海绵状结构,膜表面的接触角为130.3°,呈很强的疏水性,并具有较优的膜强度。     

γ-Al2O3/TiO2混合纳米粒子改性PVDF超滤膜

为提高聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水性和强度,将纳米二氧化钛（TiO2）溶胶和纳米氧化铝（γ-Al2O3）按不同比例与聚偏氟乙烯共混,采用相转化法制得共混超滤膜。考察了不同比例的混合纳米粒子对PVDF超滤膜的纯水通量、截留率、力学性能等的影响。并利用扫描电子显微镜（SEM）观察了膜的表面和内部微观结构,红外光谱分析（FTIR）和X射线衍射仪（XRD）考察纳米粒子在PVDF基体中的存在状态,通过对复合膜进行拉力测试研究混合纳米粒子对膜力学性能的影响,并使用接触角测量仪测定膜表面和水之间的接触角来定量分析比较膜表面的亲水性。结果表明,γ-Al2O3/TiO2混合比为1∶2时,膜的性能达到最优,孔隙率为74%,水通量为120 L/（m2.h）,截留率为93%,拉力最大负荷为35 N,拉伸应变为22%。     

外加磁场改性PVDF膜的研制

本实验通过添加纳米无机材料(纳米氧化铁)到PVDF铸膜液中,同时添加外加磁场使膜中的电荷进行重新排列,并通过相转化法制备了纳米氧化铁/PVDF复合超滤膜。本实验亦探讨了外加磁场对膜结构和性能的影响,并采用现代仪器分析方法和过滤操作对改性膜的表面形貌结构,过滤性以及膜结晶程度进行了研究和分析。     

Ag3PO4改性PVDF超滤膜的结构与性能

将不同量Ag₃PO₄均匀地分散在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中, 利用相转化法制备了改性PVDF膜, 通过扫描电镜(SEM)、接触角测定、过滤实验和污染性测试等研究了其微结构、分离性和耐污染性等, 并考察了膜污染后的清洗效果。结果表明, 添加Ag₃PO₄ 的PVDF膜具有不同的微结构与性能, 当添加1% 的Ag₃PO₄时, 膜皮层变薄、微孔数增多, 并呈现出最优化的水通量、亲水性、力学性、抗污染能力和截留率等。采用太阳光-水清洗能使改性膜的通量恢复率达到85%以上。     

高通量rGO微球@PVDF纳米纤维复合膜的制备及其油水分离性能研究

采用静电纺丝法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,并采用共混纺丝法和真空抽滤两种方式将还原氧化石墨烯微球(rGO)负载于其上,获得高通量rGO微球@PVDF纳米纤维复合油水分离膜。通过调整静电纺丝过程参数(如推注速率和电场强度等)和纺丝液配方,对PVDF纳米纤维膜结构进行优化,并采用不同的rGO微球负载量、负载方式、黏结剂含量来提高纳米纤维膜的表面粗糙度和疏水性。利用扫描电子显微镜和接触角测试对纤维膜的表面形貌和亲疏水性进行表征,并通过二氯甲烷-水体系进行油水分离实验,测试了不同配方下杂化膜的重力驱动油水分离性能。结果表明,当静电纺丝溶液中PVDF含量为14%时,以1 mL·h^-1的推注速率,在15 kV下制得的PVDF纳米纤维膜,并将1%PVDF溶液、3 mg rGO微球(与黏结剂中有效成分PVDF质量比为3∶1)和溶剂组成的铸膜液抽滤在膜表面,复合膜表面水接触角为130.9°,其油水分离过程中的有机溶剂透过通量可达5 641.3 L·h^-1·m^-2,水相的截留率为99.28%。     

纳米TiO_2改性PVDF超滤膜的制备

采用溶液刮膜法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,利用TiO_2溶胶对PVDF超滤膜进行了改性。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪、拉力测定仪等对改性前后PVDF超滤膜进行了形貌、结构、亲水性能以及力学性能测试。结果表明,PVDF超滤膜的最佳配方:w(PVDF)为16%,聚乙烯吡咯烷酮与N,N-二甲基乙酰胺质量分数分别为2%,82%。纳米TiO_2能均匀分散在PVDF超滤膜中,显著提升了超滤膜的各项性能,改性PVDF超滤膜中,w(TiO_2)最佳为2%,膜的纯水通量达226.5 L/(m~2·h),牛血清蛋白截留率保持在89.3%,膜的牛血清蛋白污染率由38.5%降至6.7%,膜与水接触角由69.4°降至45.2°。     

纳米改性膜生物反应器处理生活污水的试验研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜进行共混改性,制备了3组不同纳米TiO2质量分数的膜组件。通过对膜的微观结构、接触角、孔隙率、平均孔径和水通量等参数进行表征,及放置膜生物反应器内处理生活污水的小试试验研究,对比了3组的出水水质、膜通量和通量恢复率。结果表明:3个膜组件的出水水质均能达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T 18920—2002)的要求,纳米TiO2改善了PVDF中空纤维膜的亲水性,提高了其抗污染能力,有利于延迟膜的清洗周期。     

聚偏氟乙烯复合膜的抗污染改性探究

为改善制约膜技术发展的因素之一的膜污染问题,对一种聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜进行了抗污染改性研究,通过对改性膜的微观结构、机械强度、水接触角、水通量等进行分析,探讨了铸膜液溶剂、致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及氧化石墨烯(GO)对共混膜的性能影响。结果表明,添加质量分数1.5%的PVP及质量分数0.15%的GO的PVDF复合膜的水接触角从68.8°减小为54.5°,水通量高达10.55 m3/(m2·h·MPa),而且改性膜对污染物的截留率和通量恢复率都获得了提升,其抗污染能力增强。     

TiO_2-ZrO_2复合膜的溶胶-凝胶法制备及光催化性能研究

为进一步提高TiO2的光催化性能,克服TiO2使用过程中存在的缺陷,通过溶胶-凝胶法与提拉法,成功地制备出TiO2-Zr O2无机复合膜,并对其进行了红外光谱分析(FT-IR)、断面扫描电子显微镜分析(SEM)、透射率分析以及光催化性能分析。结果表明,TiO2-Zr O2无机复合膜在光学性能、机械性能以及光催化性能上均优于TiO2无机膜。     

半互穿网络法制备聚偏氟乙烯复合超滤膜

利用半互穿网络法制备聚偏氟乙烯(PVDF)复合超滤膜,根据膜性能参数及扫描电子显微镜(SEM)结构分析确定,聚乙烯醇(PVA)与戊二醛(GD)发生缩醛化反应构建PVA/PVDF半互穿网络结构的最佳条件为,铸膜液中聚乙烯醇的添加量为4.0%(质量分数)、戊二醛与聚乙烯醇加入量的比率为0.5,筛选出的PVDF/PVA/PVP/GD/NMP=16/4/3/2/75配方制备的半互穿网络结构复合膜性能最佳,纯水通量为612.3L/(m~2.h),接触角48.3°,BSA截留率98.7%,爆破压力1.0MPa,BSA吸附量45.3μg/cm~2,使用X射线光电子能谱仪(XPS)、红外分析测试仪(FTIR)等对制备的膜组成及结构进行了表征,用于处理实际石化废水运行一个月后,水通量为144.4L/(m~2·h),COD去除率为80.4%,浊度去除率为97.2%,与未含这种结构的配方制备的PVDF膜性能参数相比,PVA/PVDF半互穿网络复合膜的水通量增大,亲水性能增强,抗污染、抗反洗能力加强,膜的综合性能明显提高。