管式复合微滤膜的制备及其性能表征

发布时间：2018-03-30 01:33

本文选题：PVDF膜　切入点：管式微滤膜　出处：《华南理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：近年来,膜分离技术在水处理行业得到了广泛的应用。不过,目前水处理行业更多采用中空纤维膜、平板膜以及卷式膜的组件形式,管式膜使用率相对较低。虽然管式膜组件在有效膜面积、价格等方面的竞争力较差,但其机械强度大、抗污染性强的特点使其在某些工业废水的处理与回用中具有明显的优势。本论文旨在制备一种亲水性好的PVDF/PE复合管式微滤膜,以PE空白管式膜为基底管,通过浸没沉淀相转化法制备PVDF/PE复合管式膜,利用共混与原位聚合法进行亲水改性,解决PVDF管式膜的亲水改性与孔径调控的问题。首先,制备了PEG400/PVDF共混平板膜,比较分析了不同浓度PEG400对PVDF平板膜的形貌结构、结晶性能及过滤性能的影响。研究表明,单纯地提升铸膜液中PVDF浓度,不能有效改善膜的截留率。当PEG400浓度≤5wt%时,膜表面的孔隙率随着PEG400浓度的升高而增大;当PEG400浓度5wt%时,膜表面孔隙率随着PEG400浓度的升高而减小。而膜表面结构会进一步影响膜横截面形貌,致密膜表面易得到指状孔截面,多孔膜表面易得到海绵状截面。在PEG400浓度为3wt%时,PVDF平板膜获得相对较大的膜通量,但PEG400浓度对膜的亲水性以及抗污染性能没有明显影响。其次,研究了不同比例MMA/PVDF原位聚合对PMMA/PVDF共混膜的形貌结构、结晶性能、亲水性能的影响,考察比较了其平板膜的过滤性能以及抗污染性能。MMA原位聚合得到的PMMA与PVDF充分缠绕,降低了PVDF的结晶性能,阻碍了PVDF的团聚效应,改变了膜形貌结构,从而改善了PMMA/PVDF共混膜的截留率,但共混膜的截留率并不随MMA的浓度上升而增加。原位聚合中的MMA含量与共混膜的膜通量成正相关,当MMA含量为12.5wt%时,膜通量值达到最大2861 L/m2·h。随着MMA含量的增加,PVDF共混膜的亲水性能得到改善,BSA污染膜通量衰减率从之前的15-20%下降到0-6%之间。最后,在前两章实验的基础上,分别用3wt%PEG400共混以及12.5wt%MMA原位聚合制备PVDF-PE管式复合膜,并比较分析了两种管式复合膜与商业管式膜的过滤性能以及抗污染性能。PMMA/PVDF-PE管式膜中PMMA/PVDF共混材料能较为均匀的填充在PE基底管中,但膜面较为粗糙,易污染。PMMA/PVDF-PE管式膜的孔隙率大,具有亲水性,其纯水通量是商业管的5倍多。当过滤压力为1MPa时,PMMA/PVDF-PE管式膜表现出较为优越的过滤性能。容易被颗粒物所堵塞,但具有优良的抗污染性能。
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【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ051.893

【参考文献】