EVOH和EVOH/PVDF改性膜的制备及抗污染性能研究
发布时间：2021-03-25 13:06
随着人口的增加,工业化进程的加速,水污染情况越来越严重,常采用膜分离技术对污水进行处理,但膜分离技术在水处理中的膜孔堵塞及膜表面形成泥饼层等膜污染问题成为制约膜分离技术进一步发展的关键因素。研究者通过对膜进行亲水改性的手段来延缓膜污染问题,但该方法经常发生链段不稳定、基团脱落等问题使得膜失去功能性。因此本研究采用亲水性材料共混改性制备膜元件,在保证机械强度的同时考察抗污染性能。乙烯乙烯醇（EVOH）同时具有亲水性基团和疏水性基团得到广泛应用,本研究采用浸没相转换法制备亲水性EVOH膜,通过单因素试验考察影响膜的分离性能和机械性能的主要因素。最终确定了制备亲水性EVOH膜的最优工况为EVOH浓度为20%,磁力搅拌时间为8h,铸膜液温度为60℃,凝固浴温度为室温（15℃20℃）。通过对膜进行扫描电镜表面形貌、XRD、水接触角及最大孔径的检测,检测结果显示EVOH膜的具备高亲水性能。EVOH亲水膜机械性能较差,机械强度为80N,断裂伸长率为15.47%,故对膜进行PVDF共混改性以提高其机械强度。通过单因素试验,考察制膜过程中影响膜的分离性能和机械性能的主要因素。最终确...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
浸没相转换法制膜工艺示意图
图 3.1 不同 EVOH 浓度对膜分离性能的影响 3.1 中数据进行分析，可以得出：随着 EVOH 浓度的增高，膜的通量 585L/(m2·h)增大到 720L/(m2·h)再降低到 215L/(m2·h)，并在 EVOH 浓大。因为 EVOH 浓度高于 5%以后膜的成膜性能较好，随着 EVOH 浓水性基团不断增高，膜的亲水性能也不断增高，因此膜通量不断增度高于 15%以后，膜通量逐渐下降，当浓度为 30%时，膜通量下降到 2 EVOH 浓度较大时，会导致铸膜液的粘度变大，凝固浴中相分离时分物分子间作用力增大，所得膜的表面孔状结构减少，膜表面更致密，导致膜的通量降低。为保证膜为薄膜，且减少刮膜过程中对表面损伤过程中的刮膜速度，控制在 0.6m/min 左右为宜。EVOH 膜的孔隙率随高而减少，从 55%降低到 19%，截留率从 58%升高到 98%。这是因换成膜时，DMSO 与水之间的转换速度快，而随着 EVOH 浓度增高 分子转换速度比外侧慢，这就会使所成膜形成的表面致密层厚度增加大，膜孔变少。因此，但从 EVOH 浓度对膜分离效能影响的角度考
图 3.2 不同 EVOH 浓度对膜机械性能的影响 3.2 中的数据进行分析，可以得出：随着 EVOH 的浓度的不断增大，大再减小，在 EVOH 浓度为 20%时机械强度最高，为 104N。分析得，随高，EVOH 聚合物含量增大，分子间作用力增强，膜的均匀度也不断能增强。但当 EVOH 浓度大于 20%时膜的机械强度降低，EVOH 浓机械强度下降到 79N。这主要是因为，EVOH 的浓度过高，铸膜液粘OH 膜对聚酯无纺布的软化作用增强，使膜的机械性能下降。并且 E，所得膜厚度增加，在聚酯无纺布表面会形成致密层，致密层的机械分子间作用力，而与无纺布之间的作用力降低，没有了无纺布的支撑过图 3.2 的数据还可得出，膜的断裂伸长率随 EVOH 的浓度的增大而增大到 9.38%，。这主要是因为，制备膜时铸膜液的温度为 80℃，温OH 铸膜液对聚酯无纺布有一定的软化作用，而无纺布为塑性材料，在强，所以膜的断裂伸长率不断增高。考虑，EVOH 浓度对所得亲水性膜的分离性能和机械性能有较大的影
【参考文献】：
期刊论文
[1]膜法污水回用过程中的膜污染防治技术研究[J]. 张新妙. 工业水处理. 2015(06)
[2]PVDF/EVOH共混膜制备及其抗污染特性的分析[J]. 蔡巧云,王磊,苗瑞,王旭东,吕永涛. 膜科学与技术. 2015(01)
[3]城市饮水净化超滤水厂设计若干新思路[J]. 李圭白,瞿芳术. 给水排水. 2015(01)
[4]膜组合工艺在生活污水深度处理中的应用研究[J]. 范恩思,张永丽,王帅. 中国给水排水. 2014(03)
[5]预处理对超滤膜产生不可逆吸附污染的影响[J]. 孟聪,李圭白,吕谋. 青岛理工大学学报. 2013(04)
[6]膜生物反应器处理工业废水中膜污染及膜过滤特性研究[J]. 范举红,余素林,张培帅,兰亚琼,刘锐,陈吕军. 环境科学. 2013(03)
[7]MBR膜污染的形成及其影响因素研究进展[J]. 韩永萍,肖燕,宋蕾,王晓琳. 膜科学与技术. 2013(01)
[8]A/A/O+MBR组合工艺处理豆制品废水的研究[J]. 王苏南,黄评,刘锋. 安徽农业科学. 2013(03)
[9]我国水资源污染问题及解决办法[J]. 宋飞,魏璟贤. 中国水运(下半月). 2012(01)
[10]受污染PVDF超滤膜清洗方法研究[J]. 安东子,杨艳玲,李星,刘永旺,程振杰. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2011(06)
博士论文
[1]膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究[D]. 许颖.中国海洋大学 2013
[2]改性碳纳米管/聚偏氟乙烯纳米复合膜的制备、表征及性能研究[D]. 赵小宇.东北师范大学 2012
[3]纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究[D]. 廖婵娟.武汉大学 2011
[4]聚偏氟乙烯与纳米二氧化钛复合超滤膜的研制[D]. 曹晓春.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]乙烯—乙烯醇共聚物的官能化改性及其膜材料性能研究[D]. 林泽昊.北京化工大学 2016
[2]超疏水和超亲水膜的制备及其在膜蒸馏中的污染与亲水化研究[D]. 路雪梅.北京工业大学 2016
[3]聚偏氟乙烯/二氧化钛原位杂化超滤膜的制备及效能研究[D]. 钟翔燕.哈尔滨工业大学 2015
[4]混凝强化MBR除磷及减缓膜污染研究[D]. 巢真.哈尔滨工程大学 2014
[5]PVDF/EVOH和PET/EVOH超滤膜制备及其抗污染性能的研究[D]. 蔡巧云.西安建筑科技大学 2014
[6]热致相分离法制备PVDF膜的研究[D]. 卢季.宁波大学 2013
[7]正渗透膜生物反应器膜污染行为研究[D]. 马艳杰.大连理工大学 2012
[8]嵌段聚醚改性聚（乙烯—乙烯醇）膜的制备及其油水分离性能研究[D]. 梁乐楠.江南大学 2012
[9]聚氯乙烯超滤膜亲水性改性及水过滤性能研究[D]. 谢荣华.哈尔滨工程大学 2010
[10]聚醚砜（PES）/醋酸纤维素（CA）共混膜的制备及其在MBR中抗污染性能的研究[D]. 赵静.东华大学 2009
本文编号：3099733
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
浸没相转换法制膜工艺示意图
图 3.1 不同 EVOH 浓度对膜分离性能的影响 3.1 中数据进行分析，可以得出：随着 EVOH 浓度的增高，膜的通量 585L/(m2·h)增大到 720L/(m2·h)再降低到 215L/(m2·h)，并在 EVOH 浓大。因为 EVOH 浓度高于 5%以后膜的成膜性能较好，随着 EVOH 浓水性基团不断增高，膜的亲水性能也不断增高，因此膜通量不断增度高于 15%以后，膜通量逐渐下降，当浓度为 30%时，膜通量下降到 2 EVOH 浓度较大时，会导致铸膜液的粘度变大，凝固浴中相分离时分物分子间作用力增大，所得膜的表面孔状结构减少，膜表面更致密，导致膜的通量降低。为保证膜为薄膜，且减少刮膜过程中对表面损伤过程中的刮膜速度，控制在 0.6m/min 左右为宜。EVOH 膜的孔隙率随高而减少，从 55%降低到 19%，截留率从 58%升高到 98%。这是因换成膜时，DMSO 与水之间的转换速度快，而随着 EVOH 浓度增高 分子转换速度比外侧慢，这就会使所成膜形成的表面致密层厚度增加大，膜孔变少。因此，但从 EVOH 浓度对膜分离效能影响的角度考
图 3.2 不同 EVOH 浓度对膜机械性能的影响 3.2 中的数据进行分析，可以得出：随着 EVOH 的浓度的不断增大，大再减小，在 EVOH 浓度为 20%时机械强度最高，为 104N。分析得，随高，EVOH 聚合物含量增大，分子间作用力增强，膜的均匀度也不断能增强。但当 EVOH 浓度大于 20%时膜的机械强度降低，EVOH 浓机械强度下降到 79N。这主要是因为，EVOH 的浓度过高，铸膜液粘OH 膜对聚酯无纺布的软化作用增强，使膜的机械性能下降。并且 E，所得膜厚度增加，在聚酯无纺布表面会形成致密层，致密层的机械分子间作用力，而与无纺布之间的作用力降低，没有了无纺布的支撑过图 3.2 的数据还可得出，膜的断裂伸长率随 EVOH 的浓度的增大而增大到 9.38%，。这主要是因为，制备膜时铸膜液的温度为 80℃，温OH 铸膜液对聚酯无纺布有一定的软化作用，而无纺布为塑性材料，在强，所以膜的断裂伸长率不断增高。考虑，EVOH 浓度对所得亲水性膜的分离性能和机械性能有较大的影
【参考文献】：
期刊论文
[1]膜法污水回用过程中的膜污染防治技术研究[J]. 张新妙. 工业水处理. 2015(06)
[2]PVDF/EVOH共混膜制备及其抗污染特性的分析[J]. 蔡巧云,王磊,苗瑞,王旭东,吕永涛. 膜科学与技术. 2015(01)
[3]城市饮水净化超滤水厂设计若干新思路[J]. 李圭白,瞿芳术. 给水排水. 2015(01)
[4]膜组合工艺在生活污水深度处理中的应用研究[J]. 范恩思,张永丽,王帅. 中国给水排水. 2014(03)
[5]预处理对超滤膜产生不可逆吸附污染的影响[J]. 孟聪,李圭白,吕谋. 青岛理工大学学报. 2013(04)
[6]膜生物反应器处理工业废水中膜污染及膜过滤特性研究[J]. 范举红,余素林,张培帅,兰亚琼,刘锐,陈吕军. 环境科学. 2013(03)
[7]MBR膜污染的形成及其影响因素研究进展[J]. 韩永萍,肖燕,宋蕾,王晓琳. 膜科学与技术. 2013(01)
[8]A/A/O+MBR组合工艺处理豆制品废水的研究[J]. 王苏南,黄评,刘锋. 安徽农业科学. 2013(03)
[9]我国水资源污染问题及解决办法[J]. 宋飞,魏璟贤. 中国水运(下半月). 2012(01)
[10]受污染PVDF超滤膜清洗方法研究[J]. 安东子,杨艳玲,李星,刘永旺,程振杰. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2011(06)
博士论文
[1]膜生物反应器工艺中膜污染因素及控制研究[D]. 许颖.中国海洋大学 2013
[2]改性碳纳米管/聚偏氟乙烯纳米复合膜的制备、表征及性能研究[D]. 赵小宇.东北师范大学 2012
[3]纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究[D]. 廖婵娟.武汉大学 2011
[4]聚偏氟乙烯与纳米二氧化钛复合超滤膜的研制[D]. 曹晓春.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]乙烯—乙烯醇共聚物的官能化改性及其膜材料性能研究[D]. 林泽昊.北京化工大学 2016
[2]超疏水和超亲水膜的制备及其在膜蒸馏中的污染与亲水化研究[D]. 路雪梅.北京工业大学 2016
[3]聚偏氟乙烯/二氧化钛原位杂化超滤膜的制备及效能研究[D]. 钟翔燕.哈尔滨工业大学 2015
[4]混凝强化MBR除磷及减缓膜污染研究[D]. 巢真.哈尔滨工程大学 2014
[5]PVDF/EVOH和PET/EVOH超滤膜制备及其抗污染性能的研究[D]. 蔡巧云.西安建筑科技大学 2014
[6]热致相分离法制备PVDF膜的研究[D]. 卢季.宁波大学 2013
[7]正渗透膜生物反应器膜污染行为研究[D]. 马艳杰.大连理工大学 2012
[8]嵌段聚醚改性聚（乙烯—乙烯醇）膜的制备及其油水分离性能研究[D]. 梁乐楠.江南大学 2012
[9]聚氯乙烯超滤膜亲水性改性及水过滤性能研究[D]. 谢荣华.哈尔滨工程大学 2010
[10]聚醚砜（PES）/醋酸纤维素（CA）共混膜的制备及其在MBR中抗污染性能的研究[D]. 赵静.东华大学 2009
本文编号：3099733
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