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本文以聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜为研究对象,探讨了不同添加剂三甘醇(TEG)、二氧化钛(Ti O2)、二氧化硅(Si O2)对膜结构和抗污染性能的影响,同时研究了制膜条件(如凝固浴温度、芯液温度、空气干程)对中空纤维膜结构和综合性能的影响。最后采用三种不同污染物(BSA、SA、HA)对改性膜进行抗污染性能测试。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)以及机械强度、渗透性实验对膜结构和综合性能进行表征,得出以下主要结论:(1)三甘醇(TEG)具有良好的致孔性能,有助于膜内指状大孔的形成。TEG含量增加,膜丝断裂强度增大,亲水性得到改善,渗透通量和韧性大幅度增加,截留率有所下降。TEG含量在3%-5%时膜丝的综合性能较为优异。(2)二氧化钛(Ti O2)使得膜内部指状大孔发展受到抑制,随着Ti O2含量的增多膜丝强度大幅度增加,亲水角减小。Ti O2有助于皮层的形成,当Ti O2含量达到3%时,皮层明显,使得膜丝的截留效率由68%-99%。(3)二氧化硅(Si O2)具有增稠性,使得铸膜液粘度增加,分相时间延长,指状孔减小。Si O2粒子在共混膜中以交联剂的形式与PVDF分子链相互交织连接,增加了聚合物链之间键与键相互连接的数量,使得膜丝的机械强度增加。Si O2表面存在一定量的醇羟基,能够改善膜丝的亲水性,提高抗污染性能。Si O2含量高于1%时铸膜液内容易出现团聚现象,增大了超滤膜局部破孔机率。(4)凝固浴温度和芯液温度提高均能使膜丝的机械强度有所增加,同时温度提高使铸膜液体系内分相时间加快,有利于指状大孔形成,膜丝通量会有一定的增加,但会严重影响膜丝的截留效率,所以在制膜时建议凝固浴和芯液温度采用常温。干程对铸膜液分相有着重要的影响,在干程较低时膜丝成型困难,当干程大于10cm时成膜规则,干程增加使得膜丝外侧容易形成致密皮层,有利于提高其对污染物的截留率。(5)比较PVDF/TEG、PVDF/TEG/Ti O2、PVDF/TEG/Si O2三种共混膜对牛血清蛋白(BSA),海藻酸钠(SA)、腐殖酸(HA)三种污染物的比通量衰减,粘附力大小和通量恢复率情况发现,PVDF/TEG/Ti O2膜比通量衰减较为缓慢、粘附力较小、通量恢复率高,PVDF/TEG/Si O2次之、PVDF/TEG效果最差。纳米颗粒Ti O2和Si O2使得超滤膜的抗污染性能得到了一定改善。(6)BSA、SA、HA对膜的粘附力大小顺序为SA>BSA>HA,比通量衰减情况为SA>BSA>HA,表现出一定的正相关性,对膜不可逆污染程度顺序为BSA>SA>HA,说明不可逆污染程度不仅与膜-污染物的粘附力有关,而且与污染物的形态、尺寸等具体理化性质有关。