PVDF膜的亲水改性及其抗污染性能的研究新进展

PVDF膜由于其较强的疏水性能,在水处理应用中需要较强的驱动力,使得运行费用增加;同时膜的疏水性也会导致膜污染、膜堵塞,从而造成膜水通量的降低。因此,针对此问题,提出了PVDF膜的改性,通过对PVDF膜进行改性来提高它的亲水性能从而改善膜的性能。介绍了近年来PVDF膜亲水改性的研究新进展,PVDF膜的改性主要有表面改性和共混改性,表面改性主要有表面接枝与表面涂覆,共混改性主要的共混物质有亲水聚合物、无机纳米粒子以及碳基纳米材料等。研究发现,通过改性后的PVDF膜亲水性能、抗污染性能以及膜的机械性能都有所提高。这为解决PVDF膜的污染问题提供了一种实际可行的方法,并通过提高其亲水性而降低了运行成本。     

PVDF膜的亲水改性及其抗污染性能的研究新进展

PVDF膜由于其较强的疏水性能,在水处理应用中需要较强的驱动力,使得运行费用增加;同时膜的疏水性也会导致膜污染、膜堵塞,从而造成膜水通量的降低。因此,针对此问题,提出了PVDF膜的改性,通过对PVDF膜进行改性来提高它的亲水性能从而改善膜的性能。介绍了近年来PVDF膜亲水改性的研究新进展,PVDF膜的改性主要有表面改性和共混改性,表面改性主要有表面接枝与表面涂覆,共混改性主要的共混物质有亲水聚合物、无机纳米粒子以及碳基纳米材料等。研究发现,通过改性后的PVDF膜亲水性能、抗污染性能以及膜的机械性能都有所提高。这为解决PVDF膜的污染问题提供了一种实际可行的方法,并通过提高其亲水性而降低了运行成本。     

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。     

PVDF改性膜在MBR上的应用

聚偏氟乙烯膜(PVDF)有优良的热稳定性、抗酸碱腐蚀性和高机械性能,将PVDF膜作为膜生物反应器(MBR)系统的分离介质,是其重要的应用领域之一。但由于PVDF膜本身具有强疏水性使其在过滤过程中易加剧污染,从而缩短膜的使用寿命。因此需要对膜材料进行亲水改性,以增强其抗污染性能和渗透性能,克服膜污染在MBR工艺进一步推广应用上的障碍。据目前研究,本文探讨和介绍了不同方法改性后的PVDF膜在MBR工艺上的性能提升以及其提升的原理。     

PVDF膜的亲水改性及其研究进展

聚偏氟乙烯(PVDF)具有优异的力学性能和化学性能,是制备水处理膜的理想材料。然而,PVDF膜表面疏水性极强,在水处理过程中容易受到杂质的污染,因此,对PVDF膜进行亲水改性具有重要意义。本研究主要从表面涂覆改性、表面接枝改性和共混改性等3个方面综述国内外研究者近年来对PVDF膜亲水改性的研究成果,总结各种改性方法的优缺点,并对未来发展趋势进行展望。     

聚偏氟乙烯膜亲水化改性研究进展

为弥补强疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜在实际应用中的缺陷,从膜本体及膜表面2个角度入手,阐述了国内外对PVDF膜亲水化改性的主要方法。膜本体改性主要是将膜材料与亲水性聚合物或无机纳米材料共混,从而改善PVDF膜的亲水性能;而膜表面改性则主要是通过表面涂覆改性与表面接枝改性来实现。PVDF膜亲水性的增强,能有效改善膜的抗污染能力,从而大大提高膜的过水通量,并延长其使用寿命。     

PVDF微孔膜亲水化改性研究进展

PVDF材料由于其优良的物理化学性质被普遍应用于生活、化工领域,但由于其表面疏水,在使用过程中又易受污染,限制了PVDF材料在水处理方面的应用。本文从PVDF微孔膜亲水改性研究进展出发,对比了不同改性方法的特点并对其进行阐述,主要总结了近年来文献中PVDF膜的亲水改性方法及改性膜的亲水性、水通量和抗污染性能,最后对改性研究进行展望。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备

本丈研究了聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维微滤膜的制备。采用亲水聚合物材料（如PMMA、改性聚醚硅油等）对聚偏氟乙烯材料进行共混改性,显著提高了膜材料的亲水性;同时由于材料性质的改变,导致膜材料在成膜时的凝胶特性和相转化发生变化,所成膜的孔径、通水量、孔隙率、表面性能等也发生改变。通过选择合适的共混体系,可制备出高性能、高孔隙率、表面亲水的聚偏氟乙烯中空纤维膜。     

无机粒子改性聚偏氟乙烯超滤膜的研究进展

聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种常见的超滤、微滤、渗透蒸发薄膜材料,具有优良的热稳定性、化学稳定性、疏水性及生物相容性等,在生物、医药等各个领域均表现出良好的应用前景。近年来,PVDF复合多孔膜的制备及应用成为材料界的研究热点,但由于PVDF材料具有较低的表面能,使其具有疏水性,存在过滤压力大、薄膜易受污染等问题,限制了其使用范围,因此需要对PVDF膜材料进行亲水改性。为此,在详细介绍PVDF结构及性能的基础上,总结了不同无机粒子改性PVDF复合多孔膜的最新研究进展,归纳了其常用制备方法及工艺,展望了PVDF复合材料的发展前景及研究方向。     

聚偏氟乙烯膜的亲水性改性研究进展

疏水性聚合物膜的亲水性改性是当前分离膜研究的热点之一。从膜表面亲水改性和膜材料亲水性改性的角度出发,综述了聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜的各种改性方法的特点及改性效果,分析了其亲水改性机理,指出膜材料共混改性是今后发展的主要方向。     

纳米氧化石墨烯改性PVDF微滤膜在MBR中的抗污染性能

利用强亲水性氧化石墨烯（GO）作为添加剂,自制了PVDF/GO复合微滤膜,并将其应用于MBR系统中,进行长期应用研究。研究发现,共混膜的表面性质得到改善,其表面含氧基团达到29.33%（GO=3%）;共混膜与PVDF膜对污染物的去除效果相近,但共混膜（GO=3%）仅进行了一次清洗,清洗周期是PVDF的4倍;PVDF/GO共混膜的膜阻力要低于PVDF膜,并且共混膜的不可逆污染阻力显著下降,其数值仅仅是PVDF膜的9.0%（GO=3%）;EPS分析发现,共混膜表面的EPS浓度明显减少,其降幅分别达到59.98%（GO=1%）和69.57%（GO=3%）,抗污染性能显著提高;通过SEM与CLSM分析发现,随着氧化石墨烯加入量的提高,共混膜表面形成了滤饼层变得疏松,厚度也变薄,甚至露出了部分膜表面（GO=3%）,保证了共混膜稳定的渗透率。     

有机/无机杂化渗透汽化优先透醇膜研究进展

渗透汽化优先透醇膜分离技术可有效解决燃料乙醇和丁醇生产中发酵产率较低的瓶颈问题,受到广泛关注。膜材料的选择与改性以及膜结构的构建是提高透醇性能的关键。有机/无机杂化膜可以实现有机和无机材料的优势互补,被认为是未来分离膜领域最重要的发展方向之一。本文扼要回顾了用于优先透醇渗透汽化分离的有机无机杂化材料,结合本文作者课题组的研究工作,重点阐述了杂化粒子的结构、粒径、界面相容性、纳微分散、负载量等因素对渗透汽化传递过程的作用机制,进一步对近年来发展的成膜新方法进行了总结。在此基础上,提出今后有机/无机杂化渗透汽化优先透醇膜研究的主要方向是发展新型纳米级、超疏水并与有机聚合物具有高度界面相容性的无机粒子,以及构建高负载量的纳微结构与超亲醇表面。     

相转化法制备PVDF超滤膜及其亲水化改性研究进展

综述了聚偏氟乙烯(PVDF)超滤(UF)膜在相转化制备方法和亲水化改性两方面的最新研究进展。在相转化制备方法中,介绍了聚合物用量、溶剂的选择、添加剂的种类和用量及凝固浴组成和温度对膜结构和性能的影响;在PVDF超滤膜亲水化改性方面,介绍了共混改性、共聚改性、辐照接枝改性、等子体改性等方法的机理、特点和近年来的研究进展,指出了共混改性是今后亲水改性的主要方向。     

高分子分离膜材料亲水改性及对膜性能的影响

介绍了高分子分离膜材料的亲水改性中常用的化学改性和物理改性方法。化学改性可以通过膜材料化学改性和膜表面化学改性来实现 ;物理改性即高分子膜材料的物理共混也可以改善膜材料的亲水性能。同时介绍了膜材料共混改性对膜性能的影响。     

膜材料对膜曝气生物膜反应器性能影响的比较

选择聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)中空纤维曝气膜作为膜曝气生物膜反应器(MABR)的膜组件材料,比较两种膜材料由于亲疏水性能、表面形态、生物相容性等性质的差别,对MABR挂膜启动速度、生物附着量、脱氮除碳及膜污染等性能的影响。研究显示,运行末期PVDF和PP膜纤维生物附着量分别为35.62 g·m^-2和30.63 g·m^-2。通过场发射扫描电子显微镜观察两种膜表面生物污染情况,PVDF膜纤维表面呈鱼鳞状结构,有效保护了膜孔不被微生物完全堵塞。在90 d的运行周期内以PVDF为曝气膜材料的MABR获得了90%以上的COD去除率和78%的TN去除率;而以PP为曝气膜的MABR由于运行后期曝气膜纤维污染严重仅得到了76.5%的COD去除率和49.1%的TN去除率。因此,PVDF曝气纤维更适于作膜曝气生物膜反应器的曝气膜。     

聚偏氟乙烯膜的亲水化改性研究进展

对聚偏氟乙烯分离膜的亲水化改性方法进行了综述,分析了物理改性、化学改性、等离子体改性以及辐照接枝改性等方法的特点及改性效果,并指出化学改性是从根本上实现了聚偏氟乙烯膜的亲水化改性。