膜处理技术具有能耗低,分离效率高,工艺简单,不影响健康等优点,在水处理中有着良好的发展前景。膜污染是膜应用中的重要问题,而膜改性是降低膜污染的有效手段之一。本论文采用蒙脱土(MMT)作为改性剂,通过共混改性实现了聚偏氟乙烯(PVDF)与有机蒙脱土(OMMT)的有机结合,采用相转化法制备OMMT改性PVDF超滤膜。探索了蒙脱土性质和添加量对超滤膜过滤性能、膜微观结构和膜过滤含油废水膜阻力变化的影响。主要实验结论如下:(1)经有机改性后,蒙脱土(001)面的层间距d(001)由1.24nm增大到1.74nm,红外图谱中出现插层剂的特征吸收峰。说明插层剂可进入蒙脱土层间,增大蒙脱土层间距。改性膜的红外图谱中未出现新特征峰,表明蒙脱土不会导致PVDF出现晶型变化。另外,有机蒙脱土对膜的改性效果更显著。(2)改性膜在OMMT量为2wt%时截留率达到最大,83.09%。添加量3wt%时,膜通量最大,是原膜的2.3倍;超滤膜的平均孔径由原膜的22.79nm增加至59.76nm(添加量3wt%),提高了约3倍;亲水角在添加量2wt%最低,59.96°,相比改性前的79.25°降低了25%;膜拉伸强度在添加量为5wt%达到最大,是原膜的2倍;膜断裂强度在添加量为2wt%时达到最大,是原膜的1.8倍。测试表明,改性后,膜的过滤性能、亲水性能和机械性能均得到提高,添加量为2wt%时综合性能达到最佳。(3)膜SEM测试结果显示,原膜和改性膜均有相似的断面结构,均表现为不对称结构,这表明蒙脱土并不会影响PVDF的成膜性能。由AFM图像知,添加量2wt%时,膜粗糙度Ra达到最大值138.0nm,是原膜73.7nm的1.8倍,膜亲水性得到改善。(4)改性膜对油的去除率达到了83%,是原膜的1.52倍;对COD的去除率达到了80%,是原膜的1.25倍,改性膜对含油废水的处理效果优于原膜。经污染后,两种膜的表面均覆盖了胶状物质,而横断面无明显变化,表明膜截留作用以膜表面形成滤饼层截留为主。两种膜具有相同的阻力变化趋势,膜阻力的增长均存在快速递增区与平稳増长区。过滤过程中,任一时间下改性膜的膜总阻力总是小于原膜总阻力,且其增幅也小于原膜,表明改性后的膜有更强的抗污能力。由膜各阻力变化情况可知,膜初期污染主要原因是膜对污染物的吸附和膜孔堵塞,膜后期污染主要原因是滤饼层的形成。