聚丙烯中空纤维膜超疏水改性及在膜蒸馏过程的应用

发布时间：2020-10-16 05:12

　　 在超疏水膜具有广泛应用的背景下,探索具有优异性能且低成本的超疏水膜具有一定的应用价值。聚丙烯中空纤维膜工艺较成熟,成本低。但是对于在真空膜蒸馏领域具有极好的应用前景的具有三维立体结构的超疏水中空纤维膜的制备的研究少有报道。本论文采用聚丙烯中空纤维膜为基体,探索一种操作简单、成本较低的超疏水改性方法。以拓宽超疏水表面及聚丙烯中空纤维膜的应用领域,加快膜蒸馏的工业化应用。本文首先通过接枝的方法将硅氧烷接枝到聚丙烯上,然后采用浸渍涂覆结合相分离的方法在聚丙烯中空纤维膜表面形成具有一定粗糙度且多孔的聚丙烯涂层。使用十三氟辛基三乙氧基硅烷修饰涂覆后的聚丙烯中空纤维膜,从而在膜表面引入氟烷基基团。通过在膜表面引入氟元素以降低膜表面自由能。从而得到具有超疏水性的聚丙烯中空纤维膜。通过接触角测量、SEM、原子力显微镜、FT-IR、XPS、等表征手段对制备的改性后的中空纤维膜进行表面疏水性、化学结构、元素组成等的表征和形貌分析。研究发现氟烷基基团成功的引入到了膜表面上,同时膜表面的粗糙度得到提高,得到了超疏水聚丙烯中空纤维膜。讨论了硅氧烷用量、涂覆次数、涂覆液浓度、修饰时间等对超疏水聚丙烯中空纤维膜的制备的影响,从而确定改性条件。最后,利用改性后的超疏水膜进行真空膜蒸馏应用的实验。讨论了料液温度、料液浓度、真空度、长期运行等条件下超疏水中空纤维膜的通量、截留率、使用寿命的改变,以及与原膜性能的对比。测试结果表明改性后的超疏水聚丙烯中空纤维膜在膜蒸馏中具有比原膜更好的使用寿命,截留率较原膜也有所提高。
【学位单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ051.893
【部分图文】：

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本文编号：2842814