论文部分内容阅读
本文主要以对PVDF膜功能化改性为目的,主要讲述了两种不同的改性途径:添加亲水性的无机催化粒子以及在对膜高聚物进行亲水性改性从而得到Fe3O4/PVDF三通道中空纤维膜以及PVDF-g-PAA超滤膜,并分别研究了 Fe3O4/PVDF三通道中空纤维膜的亲水性能、膜分离性能以及催化性能;PVDF-g-PAA超滤膜的亲水性能、分离性能以及在酸碱处理后超滤膜的分离性能。首先,比较了 PVDF和Fe3O4/PVDF三通道中空纤维膜的微观结构、亲水性能、机械性能、热力学性能等各方面的膜物理性能,着重研究了不同Fe3O4颗粒添加量对于其物理性能的改变:随着Fe3O4颗粒的添加,膜的断面致密层逐渐变薄,亲水性能由63.6°降低至42.1°,机械性能在团聚发生前得到了提高,热力学性能由于颗粒的加入得到了较高的提升;比较纯PVDF与Fe3O4/PVDF三通道中空纤维膜的膜分离性能可以发现,添加了Fe3O4颗粒的中空纤维膜的纯水通量得到了极大的提升,在不添加H2O2的情况下,催化膜并不能发挥其催化作用,膜对于MB的去除率较低,纯PVDF膜尽管对MB有较高的去除率,但是其通量很低,在高处理量下,截留下降的很快;在催化环境下,催化膜对MB的去除率表现出与M-0相同的去除率,并且通量是M-0的十倍左右;观察膜操作前后的微观结构,M-O在测试过程中存在严重的膜污染情况,而添加了催化剂的中空纤维膜没有明显的膜污染情况;考察催化膜长期稳定性时发现,添加了催化剂的中空纤维膜有能够承担长期应用的可能。其次,通过化学接枝法制备不同丙烯酸剂量的PVDF-g-PAA超滤膜。比较了不同接枝量下PVDF-g-PAA的微观结构、亲水性能等。由于丙烯酸所带有的羧基亲水性极强,从而导致在膜制备过程中膜内部结构发生较大的改变,出现更多的指状孔;亲水性能随着丙烯酸量的提高,水接触角由91.2°大幅度降低至27.8°;另外,膜的分离性能也较为系统的进行了研究,随着丙烯酸量的提高,纯水通量与对BSA的截留都得到了提高,并且发现在进行碱处理后的PVDF-g-PAA超滤膜在通量以及对BSA的提升上都有一定量的提升,而对不同pH的BSA的溶液时发现,pH的变化不会对超滤膜产生太大的影响,并且对于处理碱性的BSA溶液有一定的优势。而通过测定循环性能可以发现,PVDF-g-PAA超滤膜具有理想的稳定性能。