SiO2对PVDF超滤膜性能的影响

把SiO2纳米颗粒加入到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中能配成稳定、均匀、透明的溶液,同时会使铸膜液黏度增大.采用相转化法和溶剂浇铸法制成两类有机-无机杂化膜.实验结果表明,亲水型SiO2能增强膜的亲水性,减慢膜的凝胶速度,并使膜的纯水通量、截留率、孔隙率和结构发生显著的改变.     

中空纤维分子印迹PVDF超滤膜的制备与表征

基于伪模板技术，通过表面涂覆热聚合的方法制备分子印迹膜。衰减全反射FTIR和扫描电镜表征表明改性后PVDF膜表面形成了印迹聚合物层。印迹膜的改性率约为2．3mg／cm^2，其纯水通量约为9．40L／（m^2·h·Bar）。利用动态过滤实验考察了聚合物膜对水相分子的选择性透过性能，结果表明印迹膜可以选择性地透过模板类似物。在pH=7．6时，印迹膜分离因子α约为1．8，而在pH=10．5时，α在1．2左右，表明疏水作用在水相中有促进识别的作用。     

溶剂种类对PVDF超滤膜结构和性能的影响研究

选用不同种类的溶剂以L-S相转化法制备PVDF超滤膜,讨论了不同溶剂种类对膜结构和性能的影响.研究表明,仅仅考虑以热力学参数来预测或解释得到的最终膜结构和性能都是不充分的,必须考虑成膜的动力学过程.采用的4种溶剂所制备的PVDF超滤膜的纯水通量与相互扩散系数之间有很好的关联性,其通量顺序为DMSO>NMP>DMAC>DMF,即随着溶剂与水的相互扩散系数的增大,膜的纯水通量减小;膜的SEM照片显示,对PCDF膜而言,纯水通量不仅仅取决于皮层的孔隙率,也可被认为是亚层形态的显示.同时还采用了两种复合溶剂NMP/THF,NMP/AC制备PVDF超滤膜,考察了由于溶剂与水的亲合性变化而导致的膜性能和结构的变化,结果表明,随着溶剂中丙酮和四氢呋喃的浓度增加,复合溶剂与水的亲合性降低,膜的纯水通量下降,膜变得更加致密小孔,膜的SEM照片也证明了这点.     

多元共混PVDF超滤膜的结构和性能研究

根据铸膜液粘度、凝胶点温度及相转化动力学行为,结合SEM和AFM技术及泡点压力、亲水接触角等检测手段,考察了PVDF/DMAc体系中,共混添加PVA、PMMA、PVP及其组合对相转化进程及膜结构参数和性能等的影响。结果显示,PVA和PM-MA共混PVDF铸膜液的粘度和凝胶点升高,导致延迟分相并减缓了相分离及固化速度,膜内部大孔和海绵结构相互贯穿,膜亲水性较好。PVP和PMMA共混PVDF体系发生瞬时分相,液-液分相与液-固分相同时并存,膜内部大孔通透,支撑层致密,分离性能优良。PMMA能有效改善三元共混膜表面的粗糙行为。     

TiO_2对PVDF超滤膜结构与性能的影响

实验制备了两种TiO2分散液,并将其填充到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中制得PVDF/TiO2杂化膜.考察了分散液填充比率对杂化膜的通量、截留率、接触角等性能的影响,用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等技术表征杂化膜的微观结构.结果表明,两种TiO2分散液均能不同程度地改善膜的性质,且当分散液的填充比率为10%时,杂化膜的各项性能稳定,表面接触角得到有效改良,对牛血清蛋白(BSA)截留率改变较小,杂化膜纯水通量显著提高,最高水通量可达257.87L/(m2.h).XRD和SEM分析的结果表明,TiO2分散液的加入使其羟基数有不同程度的增加,杂化膜表面更加平滑,亲水性改善.     

射线辐照接枝丙烯酸改性PVDF超滤膜

采用Co-60γ射线共辐照方法对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜进行接枝丙烯酸(AAc)辐照改性,研究了在一定辐照剂量下AAc体积分数对接枝率的影响,以期达到改善其亲水性的目的.试验表明,在吸收剂量为25 KGy时,接枝率在较低浓度时随AAc体积分数的增大而线性增大,AAc体积分数大于0.40后,接枝率基本不再变化;采用表面水接触角、全反射红外光谱(ATR-IR)分析了膜的表面性质及变化,采用扫描电子显微镜(SEM)观测了膜的表面形态.结果表明,辐照改性后膜表面接触角大幅下降,且随接枝AAc体积分数升高而降低;辐照改性后PVDF超滤膜表面膜孔数量减少,纯水通量降低,截留率提高.     

V_2O_5纳米线改性PVDF超滤膜的制备及其分离性能

水热合成出超亲水的V_2O_5纳米线,然后将其与PVDF铸膜液直接共混,制备出不同V_2O_5纳米线添加量的PVDF改性杂化超滤膜,系统地研究了V_2O_5纳米线对超滤膜结构和分离性能的影响.结果表明,随着V_2O_5纳米线添加量的增加,改性膜的孔隙率和孔尺寸逐渐增大,膜的亲水性也逐渐增强.当V_2O_5纳米线添加量为2.0%时,V_2O_5纳米线修饰PVDF膜的纯水通量达到621.98 L/(m~2·h),对BSA的截留率为92.5%.此外,抗污染实验表明,V_2O_5纳米线改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能.     

等离子改性PVDF超滤膜在MBR中耐污染性能研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜进行丙烯酸(Acrylic Acid,AA)等离子体化学沉积改性,傅里叶衰减全反射红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及力学性能试验分析表明,膜表面引入了羧基,成功接枝了AA聚合单体,且改性膜柔韧性得到提高,改性后膜清水通量增加了12.04%~16.12%.采用浸没式MBR反应器,在气水比为20∶1条件下对改性膜与原膜进行平行对比实验,实验表明,表面性能的改变可有效阻碍滤饼层污染物在膜表面沉积与压实.经水力及化学清洗后,改性膜通量恢复率都略高于原膜,抗滤饼层污染的能力得到提高.改性膜与原膜出水浊度为0.0~0.6NTU,COD去除率数据表明改性膜出水效果略优于原膜.     

对PVDF超滤膜复合改性模型的建立及其试验研究

从分子设计理论出发提出了对PVDF超滤膜复合改性模型。该模型在纳米粒子疏水改性的基础上接枝亲水链,该亲水链促使复合粒子在凝胶成膜过程中大量离析富集在膜(孔)表面,增强膜的亲水性。在该模型指导下的试验研究表明:在截留率基本保持不变的情况下,1#膜水通量是114.2L/(m2·h),水接触角是62.1°,而2#膜水通量提高到193.5L/(m2·h),水接触角下降到43.5°;SEM观察2#膜较1#膜表面更致密,而膜断面指状孔减少,海绵层变厚;XPS表明2#膜较1#膜表面O/F值从0.08提高到0.20,除了C、O、F元素,还增加Ti元素,这解释了纳米粒子的表面离析富集现象;1#膜和2#膜压密性无显著差异。试验在一定程度上验证了该模型的正确性。     

纳米二氧化硅颗粒对PVDF超滤膜凝胶过程和结构的影响

以PDVF(聚偏氟乙烯)超滤膜为研究对象,通过凝胶动力学常数K、产生沉淀的聚合物层厚度的平方x2和凝胶时间t之间的关系、絮凝值的变化来反映SiO2颗粒对膜凝胶速率和膜结构的影响,并用膜凝胶动力学观测装置观察并记录成膜过程.实验结果表明,在铸膜液中添加纳米二氧化硅颗粒可以使聚偏氟乙烯超滤膜的凝胶速率减小,形成的膜更加致密.     

α-Al2O3对PVDF超滤膜的结构与性能影响研究

研究了α-Al2O3纳米颗粒质量分数在0%～5%之间时,对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的纯水通量、截留率、力学等性能带来的影响,及孔隙率和润湿角的变化,得出了α-Al2O3的最佳加入量,并利用FT-IR,SEM对α-Al2O3/PVDF杂化膜的结构进行了研究.     

PVDF/PAA-b-PMMA-b-PAA超滤膜的结构调控和性能评价

采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)合成了以聚丙烯酸(PAA)为亲水链段和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为疏水链段的两亲性三嵌段共聚物PAA-b-PMMA-b-PAA(PAMA),通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(~1HNMR)对聚合物进行了化学结构表征.然后以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,PAMA为改性剂,利用非溶剂诱导相转化法制备了一系列PVDF/PAMA共混超滤膜.研究了PAMA含量对PVDF/PAMA膜的表面化学结构、微观形貌、亲水性、渗透性能以及抗污性能的影响.结果表明,当共混膜中PAMA含量增大时,PVDF/PAMA膜的表面孔密度、孔径和粗糙度均呈现不断增大的趋势.当共混膜中PAMA质量分数为18.2%时,纯水通量由未改性的PVDF膜的12.9 L/(m~2·h)增大至130.2 L/(m~2·h),BSA截留率为97.2%,通量恢复率高达97.5%.因此,PVDF/PAMA共混超滤膜的渗透性能和抗污性能有明显提高.     

改性PVA超滤膜的制备与性能研究

选用聚乙烯醇、水、乙酸、硫酸铁等为原料 ,用相转化法制备了亲水性超滤膜 .在一定范围内研究了各种不同浓度的膜液组成对超滤膜性能的影响 ,确定了较佳的铸膜液组成 (质量分数 )为 :8%PVA ,6 %乙酸 ,1 5 %～ 2 %硫酸铁 .用此铸膜液制备的超滤膜 ,在操作压力为0 30～ 0 4 5MPa下 ,处理浓度为 10 0 0mg·L- 1的O/W型乳化液 ,透液速率可达 4 3L/(m2 ·h)以上 ,其除油率可达 92 %以上 .研究还表明 ,PVA超滤膜中添加适量硫酸铁 ,可改善膜的结构和耐水性能 .     

PVDF-g-PVP及PVDF/PVP微滤膜的制备与表征

选取经辐射接枝的PVDF(聚偏氯乙烯)-g-PVP(聚乙烯基吡咯烷酮)接枝物粉体及相同PVP含量的PVDF/PVP共混物粉体,利用浸没-沉淀相转化法制备微滤膜,并通过元素分析、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)对PVDF膜、PVDF-g-PVP及PVDF/PVP微滤膜的结构和性能进行表征,同时对膜的接触角和水通量进行测试.实验结果表明,PVDF-g-PVP及PVDF/PVP微滤膜的亲水性随PVP含量的增加而增强,但二者的热稳定性与PVDF膜相比略有降低.由于PVDF/PVP微滤膜中的PVP在成膜过程中主要作致孔剂,大部分会流失,因此与PVDF-g-PVP微滤膜相比,相同PVP含量的铸膜液在成膜后PVDF/PVP膜中的N含量较低,膜表面孔数较多,水通量较大,但亲水性略低.     

PVDF/SiO_2超滤膜抗污染特性的微观作用力分析

以无机纳米粒子(SiO2)与PVDF共混,使用相转化法制得无机-有机平板超滤膜.考察了SiO2含量在1%~3%(质量分数)范围内对PVDF超滤膜的接触角、膜平均孔径及渗透性能的影响.以BSA为标准污染物,通过过滤实验评价了SiO2改性后的PVDF超滤膜的抗污染行为.通过探针修饰,以原子力显微镜(AFM)检测技术定量分析了膜污染过程中膜面与污染物相互间的微观作用力.结果表明,添加SiO2能有效改善PVDF超滤膜的亲水性能,影响膜平均孔径和渗透性能.SiO2质量分数为1%的改性超滤膜(P1膜)孔径最大,接触角最小且渗透性能最佳,膜表面和断面微观结构的SEM表征结果也进一步证实了上述结论.膜污染评价结果显示,在BSA过滤过程中,P1膜通量衰减速度慢、清洗恢复率高,抗污染性能较好.AFM数据显示,膜面与BSA间的粘附力随膜的亲水性增大而下降,并随着污染物在膜表面的累积程度逐渐下降.初步说明膜与BSA间的微观作用力是导致膜污染发生的主要原因,SiO2的添加能够有效降低膜的初期污染进而提高膜抗污染性能.     

仿生超疏水PVDF膜材的研究与制备

PVDF用于建筑膜材料的表层不能满足防污自洁要求。基于荷叶效应原理,采用模板法制备具有粗糙表面的PVDF膜,以CF4为气氛采用低温等离子体技术对薄膜进行低表面能改性。结果表明,粗糙度对膜的疏水性有影响显著;等离子体改性后膜的疏水性能显著提高,达到静态接触角为166.1°,滚动角1.4°的超疏水;SEM图、AFM图显示膜表面具有类荷叶的微纳米分级结构;等离子改性的条件为处理时间5min,压力60Pa,功率200W。     

负载型TiO_2超滤膜的制备

以钛酸四异丙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Ti O2粒子溶胶,以孔径100 nm的管式Al2O3微滤膜为支撑体制备超滤膜,研究了涂膜溶胶中添加剂比例、涂膜次数和涂膜时间对超滤膜完整性的影响。结果表明,调整添加剂比例、涂膜次数和涂膜时间可以消除超滤膜的缺陷;添加剂比例对Ti O2超滤膜的物相没有影响。溶胶中添加剂比例m(Ti O2)∶m(PVA)∶m(HPC)=8∶2∶2,涂膜两次,每次涂膜时间为10~15s时,可以获得无裂纹、无针孔的超滤膜,Ti O2超滤层厚度约1μm,孔径分布于3~8 nm之间,孔隙率42%。     

仿生超疏水PVDF膜的制备与表征

以荷叶效应为理论基础,探讨了基于模板法的防污自洁PVDF膜的制备。重点研究了表面粗糙度及粗糙表面的表面能对PVDF膜拒水及拒油性能的影响。采用静态接触角及滚动角、集灰实验表征PVDF膜的自清洁性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析膜表面的形貌。结果表明:由模板法制备的膜表面的粗糙度对静态接触角有很大的影响,合适的表面微凸体直径能够增大接触角,PVDF膜表面静态接触角可达152°;掺杂低表面能物质的膜的接触角随表面能的减小而增大,其静态接触角高达168°,滚动角约为2°;集灰实验结果表明,水滴能将膜表面的灰尘带走,证明本实验赋予了PVDF膜良好的防污自洁性能。     

纳米壳聚糖改性PVDF微滤膜抗污染性能的研究

研究了纳米壳聚糖改性聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的制备方法及其抗污染性能.借助傅立叶-红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、静滴接触角测量仪等分析手段对改性后的PVDF膜进行了表征.FTIR研究结果证明,与未改性膜相比,改性膜表面有纳米壳聚糖的存在.SEM研究结果发现,孔径随纳米壳聚糖量的增加逐渐减小,而孔的数量先增加后减少.接触角和纯水通量都随纳米壳聚糖量的增加先减小后增大.在蛋白质抗污染实验中,选用牛血清蛋白(BSA)制备蛋白质溶液.改性膜具有更高的水通量恢复率,并且显正电荷性质的BSA和纳米壳聚糖之间的静电排斥力使其具有很高的截留率.所以改性膜具有很好的抗污染性能.     

PVDF中空纤维滤膜的形态结构

用Ｌ－Ｓ相转换法制备了聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）中空纤维不对称滤膜。铸膜液由聚合物、溶剂和添加剂组成。用电子显微镜（ＳＥＭ）考察了聚合物浓度、添加剂用量及种类对膜形态结构的影响。实验结果表明，聚合物浓度对膜形态结构有显著影响，当铸膜液中聚合物浓度较低时，无论用什么种类添加剂，都能形成大、且多的孔，但孔的形状随添加剂不同而异。当恒定聚合物浓度时，添加剂的用量对膜形态结构有很大的影响，但孔的大小及多少与添加剂含量的多少不成正比。