PVDF超滤膜相转化制备方法及其改性的研究进展

主要综述了聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜在相转化制备方法和改性两个方面的最新研究进展。在相转化制备方法中,重点介绍了溶剂和非溶剂的选择对膜孔结构的影响;在PVDF超滤膜改性方面,从膜本体和膜表面两个角度进行了介绍,本体改性包括共混改性和共聚改性,表面改性包括辐照接枝改性和低温等离子体改性,共混改性是今后改性的主要发展方向。并结合国内外相关文献,简要介绍了PVDF超滤膜作为一种新技术在水处理中的应用。     

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。     

添加剂PVA对PVDF/丝瓜络共混膜结构及抗污染性的影响

采用浸没沉淀相转化方法制膜,以聚乙烯醇(PVA)作为膜结构调控和亲水化改性的添加剂,考察了在PVDF和丝瓜络纤维含量分别为16%和1.2%的铸膜液体系中,PVA的聚合度和添加量对PVDF/丝瓜络共混膜的亲疏水性、纯水通量和截留率的影响规律,PVA改性膜以及对模拟废水的处理性能。结果表明:PVA的加入,使得共混膜表面膜孔趋于圆孔,同时孔隙率提高,接触角继续减小。分别以过滤腐植酸和海藻酸钠两种典型污染物配制的模拟废水为处理对象时,改性膜比通量衰减幅度较小,膜稳定通量高。     

聚多巴胺改性粘土掺杂聚偏氟乙烯中空纤维杂化超滤膜的制备及性能研究

利用聚多巴胺对粘土进行改性制得PDA-Clay,显著提升粘土在有机溶剂中的分散性;将改性粘土与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,通过相转化的方法制备PVDF中空纤维杂化膜。实验结果表明:PDA-Clay纳米颗粒的含量对PVDF中空纤维膜的结构具有明显的影响;与PVDF膜相比,杂化膜的亲水性和机械强度均有明显的提高;当PDA-Clay添加量为2.0%(质量分数)时,杂化膜的机械强度由2.0MPa提高至2.9 MPa,内外表面的接触角分别由73.7°、72.6°下降至55.4°、56.8°。因此,通过聚多巴胺亲水改性粘土,并与聚偏氟乙烯掺杂共混,可成功制备亲水性好和机械强度高的PVDF中空纤维杂化膜。     

PVDF超滤膜的改性研究进展

随着PVDF超滤膜应用领域的不断扩大,对PVDF超滤膜材料的性能要求也日益提高,尤其是在提高膜的亲水性、抗污染性和机械强度方面。本文介绍了近期国内外PVDF超滤膜共混改性和接枝改性研究进展,最后对今后PVDF改性研究方向提出了建议。     

水溶性PVA薄膜的制备及其改性研究进展

综述了近年来水溶性聚乙烯醇(PVA)薄膜的制备工艺进展,介绍了其在共聚改性、共混改性、复合改性方面的研究进展,以及在制备工艺、改性方法上的优缺点.共混改性可简单通过材料混合显著提高性能;与共混改性相比,共聚改性的组分混合较为均匀,但是条件较难控制;复合改性可以综合共聚改性和共混改性的优点.     

氧化石墨烯改性PVDF超滤膜制备及分离性能

用N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠(EDTS)对氧化石墨烯进行修饰,制备出亲水的EDTS-GO纳米复合物。然后通过共混的方式将EDTS-GO添加到PVDF中,制备出EDTS-GO改性PVDF超滤膜。接触角分析和红外光谱结果表明,在相转化过程中EDTS-GO转移至膜表面,PVDF膜表面的亲水性增强。系统考察了不同EDTS-GO添加量对膜性能的影响。膜性能测试表明,随着EDTS-GO添加量的增加,PVDF膜的纯水通量先增大然后降低,当添加量为0.5%时,纯水通量达到最大值,711.2 L·(m2·h)-1。此外,抗污染实验表明,EDTS-GO改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能。     

热致相分离法聚偏氟乙烯微孔膜的制备与改性研究进展

本文综述了采用热致相分离(Thermally induced phase separation,TIPS)法制备聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)微孔膜的研究进展。从TIPS法制备PVDF微孔膜的成膜机理出发,阐述了单一稀释剂、复合稀释剂和不同改性方法对PVDF微孔膜结构与性能的影响,并介绍了TIPS法所制备PVDF微孔膜的在水处理工程中的应用情况。     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯膜亲水改性研究进展

采用热致相分离(TIPS)法制备的PVDF微孔膜具有高孔隙率、大通量、高机械强度等特点,已广泛应用于饮用水净化、污/废水处理等领域。但由于PVDF本身的疏水性,极易造成膜污染。频繁的化学清洗不仅会增加运行成本,也会降低膜的使用寿命。因此,对PVDF膜进行亲水化改性有十分重要的意义。全面介绍了TIPS法PVDF微孔膜亲水化改性的方法,并对其未来的发展及应用进行了展望。     

废旧PET共混改性研究进展

综述了废旧PET(R-PET)共混改性制备工程塑料的研究进展,介绍了R-PET与弹性体、聚烯烃、聚酯类聚合物以及聚酰胺等共混改性方法的优缺点,最后概述了R-PET共混改性的发展方向。     

界面增强型PVDF/PET膜的制备及性能

通过对支撑材料进行表面改性处理和浸入凝胶法制备了界面增强型聚偏氟乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯（PVDF/PET）超滤膜。用电导率在线测量法确定了硅烷偶联剂 3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）水解液的制备条件,考察了改性处理条件对PVDF/PET膜的界面性能和力学性能的影响。通过180°剥离试验测试PVDF膜与支撑层间的剥离强度,用扫描电镜观察PET无纺布及PVDF膜破坏底面的微观形貌,用傅里叶红外光谱仪表征PET表面化学组成。结果表明,水解液中KH550用量较少时（≤3%）,处理时间延长,PVDF/PET间的剥离强度增大,水解液中KH550用量较多时（>3%）,处理时间延长,PVDF/PET间的剥离强度先增大后减小;PVDF/PET膜的拉伸强度随水解液中KH550用量的增加或处理时间的延长先增大后略减小。改性前后PVDF/PET膜的分离与透过性能对比表明,PET表面改性后,PVDF膜的牛血清白蛋白（BSA）截留率几乎不受影响,水通量略增。     

氧化铝凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备与表征

为提高聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性,采用Al_2O_3凝胶对有机高分子聚偏氟乙烯膜进行改性,制备Al_2O_3凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜,并与非凝胶化无机纳米Al_2O_3颗粒改性进行对比。考察铸膜液中Al_2O_3凝胶加入量对改性聚偏氟乙烯超滤膜性能和结构的影响。采用扫描电镜、X射线能谱、傅里叶红外光谱和超滤实验等对超滤膜结构和性能进行表征,结果表明,Al_2O_3凝胶加入量1.0 g时,改性超滤膜水通量提高5.48倍;扫描电镜表明,改性超滤膜和未改性超滤膜均为典型的非对称结构,改性超滤膜表面孔数目明显增加,断面微观结构未发生改变;红外光谱及能谱分析表明,Al_2O_3凝胶与高分子聚偏氟乙烯之间为物理共混。Al_2O_3凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜,改善了膜表面亲水性,提高水通量,并保持较大截留率。     

PVDF/PEK-C共混膜的研究

实验以相转化法制备了PVDF/PEK-C共混膜,考察了共混体系的相容性及PEK-C的添加量对共混膜超滤性能、抗污染性能、稳定性等的影响。研究结果表明PVDF/PEK-C属于部分相容体系;添加适量PEK-C能够改善PVDF膜的超滤性能和抗污染能力;PVDF/PEK-C共混膜和纯PVDF膜具有相似的化学稳定性,与纯PVDF膜相比,共混膜具有较好的耐酸性,纯PVDF膜的耐氧化性则要优于共混膜。     

氧化石墨烯改性PVDF超滤膜制备及分离性能

用N-（三甲氧基硅丙基）乙二胺三乙酸钠（EDTS）对氧化石墨烯进行修饰,制备出亲水的EDTS-GO纳米复合物。然后通过共混的方式将EDTS-GO添加到PVDF中,制备出EDTS-GO改性PVDF超滤膜。接触角分析和红外光谱结果表明,在相转化过程中EDTS-GO转移至膜表面,PVDF膜表面的亲水性增强。系统考察了不同EDTS-GO添加量对膜性能的影响。膜性能测试表明,随着EDTS-GO添加量的增加,PVDF膜的纯水通量先增大然后降低,当添加量为0.5%时,纯水通量达到最大值,711.2 L·（m²·h）^-1。此外,抗污染实验表明,EDTS-GO改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能。     

PVDF-TiO2复合中空纤维膜的制备与表征

将纳米二氧化钛(TiO₂)粒子与4类制膜添加剂复配处理,采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-TiO₂复合中空纤维膜,讨论了纳米TiO₂粒子对复合膜结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱分析、热重分析、拉伸试验、接触角测定和超滤实验分别表征了复合膜的微观孔结构、晶相结构和复合均匀性、热稳定性、机械性能、亲水性、超滤性能以及抗污染性能。结果表明：通过添加TiO₂粒子复配添加剂,复合膜的性能得到有效改善。复配添加剂中w(TiO₂)为2%(占PVDF固含量的质量分数)时,纯水通量由348 L/(m²·h)提高至377 L/(m²·h),牛血清蛋白截留率由68%提高至90%,断裂强度和抗污染性能提高,复合膜综合性能优异。     

Polyvinylidene fluoride ultrafiltration membrane blended with nano-ZnO particle for photo-catalysis self-cleaning

A novel photo-catalysis polyvinylidene fluoride ultrafiltration membrane was successfully fabricated via phase inversion method. The membrane matrix was supplemented with nano-ZnO of different content for membrane modification. Filtration experiments, contact angle measurements, scanning electron microscope/energy dispersive X-ray spectrometer analysis, and mechanical tests were conducted to characterize the modified membranes. The photo-catalysis tests clearly showed that the modified PVDF membranes had significant photo-catalysis self-cleaning capability. PVDF-1 (adding 1.0% nano-ZnO with PVDF) membranes achieved 94.8% water flux recovery after exposure to low-pressure 10 W UV-C mercury lamp irradiation for 30 min, whereas the raw membrane only reached 63.3% recovery. The implantation of nano-ZnO on the inner surface of the membrane (i.e., the pore wall) may have been responsible for the enhancement of the photo-catalysis self-cleaning property. The pure water flux of the PVDF-1.5 (adding 1.5% nano-ZnO with PVDF) membrane was nearly five times as great as that of pure PVDF. Supplementation of nano-ZnO could improve the mechanical properties of the membrane, but excessive supplementation of nano-ZnO could cause a decline in the membrane mechanical properties.     

抗污染膜在电镀废水回用中的应用

用抗污染超滤膜聚偏氟乙烯(PVDF)合金膜、高压纳滤膜(聚芳香酰胺膜)处理含Cr6+,Ni2+,Cu2+重金属离子的电镀废水.抗污染PVDF合金超滤膜在经过三次电镀废水处理后,膜通量由4.2 L/h降为3.6 L/h,透过液的透光率大于96.3%,可去除大部分有机物.超滤透过液经过纳滤处理后,纳滤透过量由1.8 L/h降低为1.7 L/h,并且在1.5 h后基本保持不变,对Cr6+,Ni2+,Cu2+的去除率达97%以上.电镀废水经抗污染超滤膜-高压纳滤组合工艺处理,可达电镀清洗水标准,回用率达到85%.     

Effect of additives concentration on the surface properties and performance of PVDF ultrafiltration membranes for refinery produced wastewater treatment

The aim of this study was to investigate the effect of pore-forming hydrophilic additives on the porous asymmetric polyvinylideneflouride (PVDF) ultrafiltration (UF) membrane morphology and transport properties for refinery produced wastewater treatment. PVDF ultrafiltration membranes were prepared via a phase inversion method by dispersing lithium chloride monohydrate (LiCl·H₂O) and titanium dioxide (TiO₂) nanoparticles in the spinning dope. The morphological and performance tests were conducted on PVDF ultrafiltration membranes prepared from a different additive content. The top surface and cross-sectional area of the membranes were observed using a field emission scanning electron microscope (FESEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis. The surface wettability of porous membranes was determined by the measurement of a contact angle. The mean pore size and surface porosity were calculated based on the permeate flux. The results indicated that the PVDF/LiCl/TiO₂ membranes with lower TiO₂ nanoparticles loading possessed smaller mean pore size, more apertures inside the membrane with enhanced membrane hydrophilicity. LiCl·H₂O has been employed particularly to reduce the thermodynamic miscibility of dope which resulted in increasing the rate of liquid–liquid demixing process. The maximum flux and rejection of refinery wastewater using PVDF ultrafiltration membrane achieved were 82.50 L/m² h and 98.83% respectively at 1.95 wt.% TiO₂ concentration.     

聚偏氟乙烯/聚醋酸乙烯酯共混小截留分子量超滤膜

引　言随着膜分离技术越来越广泛的应用 ,对膜材料的品种和性能提出了新的要求 ,尤其是小截留分子量超滤膜在国内的需求越来越大 .聚偏氟乙烯(ＰＶＤＦ)具有极好的化学稳定性 ,制出的超滤膜强度高、韧性好、耐温、耐腐蚀 ,尤其适用于有机溶剂体系的过滤、提纯和浓缩[1] .但ＰＶＤＦ膜疏水性较强 ,水通量不够大 ,影响了应用范围的扩大 .用共混来改善膜的性能 ,是膜改性方法之一 .与ＰＶＤＦ共混制备超滤膜的第 2组分已被研究的有尼龙 - 6 [2 ] 、聚砜[3] 、聚丙烯腈[4 ] 、聚乙二醇[5] 、聚甲基丙烯酸甲酯[5] 等 .本工作采用亲水性很强的聚醋…