铸膜条件对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜过程中挥发时间、凝胶浴温度、铸膜厚度和铸膜速度对成膜的形态结构、孔隙率、过滤性能以及污染性能的影响。结果表明,随挥发时间延长,成膜孔隙率变小,纯水通量先增加后减小,以10 s为挥发时间制得的膜抗污染性能最强;随凝胶浴温度的升高,孔隙率、纯水通量及抗污染性能先增大后减小,在45℃成膜污染速率最低;随铸膜厚度的增加,纯水通量逐渐减小,孔隙率呈现先增加后减小的规律,且铸膜厚度为0.25 mm时成膜抗污染性能最好。     

不同聚合物分子量对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了不同聚合物分子量对浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的形态结构、成膜厚度、过滤性能、亲水性、孔隙率、临界通量以及污染性能的影响。试验结果表明,随聚合物分子量的增加,铸膜液黏度越大,越利于膜亚层形成指状连通结构,孔隙率逐渐增大,但成膜厚度及纯水通量逐渐降低。聚合物分子量在一定程度上会影响膜亲水性及膜抗污染性能,即在一定范围内膜的亲水性能及抗污染性能会随聚合物分子量呈正相关性,但超出一定范围则呈负相关性,而临界通量值则随分子量的提高呈现出略微减少的趋势,但相差不大。     

PVDF微滤膜清洗研究

对污染前后及清洗后的微滤膜进行了扫描电镜的实验,观察膜清洗后的效果。实验结果表明,微滤膜经过一段时间的使用后,化学清洗对微滤膜通量的恢复不是很明显,与水力清洗的效果相当。     

PVDF/HTLcs超滤膜的制备及性能研究

用氧化镁脱硫废渣制备了类水滑石(HTLcs),将其与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,采用相转换法制备HTLcs杂化PVDF超滤膜。考察了HTLcs对PVDF杂化膜表面形态、晶体结构、力学性能、热稳定性、渗透性能及抗污性能的影响。结果表明,杂化膜显示了更好的亲水性能和抗污性能,有较高的纯水通量和截留率,HTLcs的添加量为3%时,杂化膜得到最大的纯水通量243.67 L/(m~2·h),且具有较好的抗污性能,其恢复率最高达97.3%。     

PNIPAM微凝胶/PVDF温敏膜的制备及其性能研究

将自由基聚合法合成的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)微凝胶和聚偏氟乙烯(PVDF)共混,制备出了具有温度响应性的复合膜。采用FTIR、SEM对PNIPAM微凝胶/PVDF温敏膜的组成及结构进行分析,可以发现PNIPAM微凝胶被成功包裹在PVDF膜孔中,并使膜的孔径增大。PNIPAM微凝胶对温度具有较好的响应性,可以通过改变温度调节微凝胶的溶胀和收缩,进而调控复合膜的水通量。     

非溶剂水添加对PVDF超滤膜结构和性能的影响

以H2O/DMAc为共溶剂,相转化法制备了PVDF/PVP平板超滤膜,考察了非溶剂水添加量对相分离进程、膜结构参数、膜分离性能的影响规律,观察了膜的微观形貌。结果显示,随着体系中含水量由1%～5%变化时,相转化成膜固化时间缩短,膜表面孔数增多,支撑层逐渐疏松,膜断面大孔结构变化丰富,呈现不规律变化,但膜平均孔径相对稳定。含水量由0%变化至5%,膜纯水通量从850 L/(m2.h)上升到1 250 L/(m2.h),BSA截留率基本保持在85%以上,在3%时最高,5%时有所下降。     

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。     

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。     

TiO_2溶胶改性PVDF超滤膜的制备与性能研究

利用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO2)溶胶并添加到铸膜液中,应用非溶剂致相法制备聚偏氟乙烯(PVDF)成品膜。系统研究了溶胶态TiO2、无机态Ti O2以及无机态TiO2/分散剂体系对TiO2/PVDF杂化膜的表面形貌、热稳定性、纯水接触角的影响。结果表明,溶胶态TiO2在铸膜液中分散良好,制取所得成品膜具有优良的综合性能,溶胶态TiO2的加入使得膜的接触角明显降低,孔隙率和平均孔径增大。     

多巴胺及KH-561改性PVDF超滤膜的制备及性能

采用聚多巴胺与亲水物质前驱体同步水解的方法,在膜表面生成杂化涂层,通过调整3-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷(KH-561)与多巴胺的配比,制备了PVDF超滤改性膜。测试了杂化涂层对改性膜的表面形貌、亲水性、纯水通量、截留率等性能的影响。结果表明,杂化涂层不仅提高了改性膜的表面亲水能力,也改善了膜内部孔道的亲水性,PVDF改性膜的水接触角降至37.8°。膜水通量达到174 L/(m²·h),蛋白截留率达90%以上。杂化涂层在膜表面形成一层水膜,使膜具有良好的抗污染性能,改性膜的衰减系数最低可达0.19。     

多巴胺及KH-561改性PVDF超滤膜的制备及性能

采用聚多巴胺与亲水物质前驱体同步水解的方法,在膜表面生成杂化涂层,通过调整3-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷(KH-561)与多巴胺的配比,制备了PVDF超滤改性膜.测试了杂化涂层对改性膜的表面形貌、亲水性、纯水通量、截留率等性能的影响.结果 表明,杂化涂层不仅提高了改性膜的表面亲水能力,也改善了膜内部孔道的亲...     

PVDF共混亲水膜的制备及其性能研究

通过自由基聚合法将甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）接枝到预处理的聚偏氟乙烯（PVDF）上,制备一种新型的聚合物PVDF-g-PHEMA。以PVDF-g-PHEMA作为亲水性添加剂,利用非溶剂致相分离法（NIPS）制备PVDF共混亲水膜,并研究铸膜体系PVDF-g-PHEMA含量对PVDF共混膜亲水性能的影响。实验结果表明,铸膜体系中PVDF-gPHEMA为25%的共混膜表面水接触角103±1°降低到45.6°,膜表面抗污染性增强。通过X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜和孔径分析仪对制备的亲水膜表面进行表征,PVDF共混亲水膜表面含有羟基、酯基、膜孔径增加。抗污染和稳定性测试表明,PVDF共混亲水膜具有优异的抗蛋白质吸附性能和良好的稳定性。     

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。     

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。     

膜表面孔结构对PVDF超滤膜耐污染性能的影响

本文通过改变纺丝制膜工艺得到两种不同表面结构的聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维超滤膜,一种中空纤维膜外表面光滑,膜孔颈在膜表面,一种中空纤维膜表面相对粗糙,膜孔颈位于膜外表面层下,它们的泡点压力和水通量相当;通过用这两种外表面结构不同的膜过滤卵清蛋白、淀粉、SiO2悬浮液、柴油4种典型体系进行实验,实验结果发现过滤卵清蛋白体系时,这两种不同表面结构的膜耐污染性能基本上相当,过滤其它3种体系时,表面粗糙的膜耐污染性能明显好于表面较光滑的膜。     

不同交联剂对PDMS/PVDF纳滤膜溶剂回收性能的影响

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为分离层材料,聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为底膜,采用正硅酸乙酯(TEOS)、苯基三甲氧基硅烷(PTMOS)、辛基三甲氧基硅烷(OTMOS)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTEOS)4种不同的交联剂对PDMS进行交联,制备了PDMS/PVDF纳滤膜。采用接触角、红外谱图、扫描电镜等对膜的物理和化学结构进行了分析和表征。以大豆油/己烷混合油为实验体系,考察了压力和料液浓度对纳滤膜分离性能的影响。结果表明,纳滤膜的通量随压力线性增长,截留率初始随压力上升较快,随后增幅减慢而趋于稳定。随料液浓度的增加,纳滤膜的通量和截留率都有较大幅度的下降。相比较而言,以TEOS为交联剂所制得的纳滤膜分离性能最佳。大豆油/己烷混合油体系同水溶液体系的渗透特性类似,其渗透压可用van't Hoff方程计算。     

聚四氟乙烯复合微滤膜的制备及性能表征

为解决聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜大孔缺陷和表面亲水性差的问题,采用亲水性PTFE平板膜作过滤层,PTFE中空纤维膜作支撑层,通过裹缠的方法制备PTFE复合微滤膜。实验中最佳的拉伸倍率为300%～200%,在此拉伸倍率下,PTFE复合膜孔径分布均匀,最可几孔径为0. 35μm,最可几孔径占比为75. 9%,最大孔径小于0. 4μm,孔隙率大于80%,拉伸强度达到了9. 15 MPa,爆破强度大于0. 3 MPa,PTFE复合膜过滤层接触角为70°,纯水通量为1 107 L/(m2·h)。     

TiO2/PVDF共混微滤膜的制备及其吸附胆红素的研究

胆红素是一种内源性毒素,当人体肝脏系统受损或代谢受阻时,则在体内累积,引起高胆红素血症,其具有神经毒性,严重时甚至会危及生命。无机纳米材料作为胆红素吸附剂越来越受到关注,但也存在因团聚而吸附效率降低、因颗粒过小而容易泄漏的问题。以聚偏氟乙烯(PVDF)为基膜原料,掺杂纳米TiO₂颗粒,DMAc为溶剂、PVP为致孔剂,通过干湿相转化法,制得TiO₂/PVDF共混微滤膜。当铸膜液中PVDF浓度为10%(质量)、TiO₂含量为1%(质量)、PVP含量为6%(质量)时,制备的TiO₂/PVDF共混微滤膜的胆红素特异性吸附显著。电镜照片及EDX能谱发现,该膜内部及孔隙中均匀分布TiO₂颗粒,颗粒无团聚现象。实验还考察了胆红素初始浓度、吸附时间、吸附温度、pH等吸附条件的影响。     

甘油后处理对相转化法制备PVDF超滤膜性能的影响

本文采用相转化法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜,研究了后处理过程中不同甘油含量、浸泡时间及晾晒时间对PVDF超滤膜性能的影响。实验结果表明,后处理液中甘油含量为30%、十二烷基硫酸钠为0.3%时,晾干后的膜丝与初始膜丝相比,纯水通量及伸长率保持较好。在后处理液中的浸泡时间对PVDF超滤膜的结构及性能影响不大。经后处理后,晾晒时间越长膜丝的浸润性越差,晾晒20d后,通量衰减至初始通量的81.9%,伸长率基本不变。     

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。