近年来,随着经济的飞速发展,人们生活水平持续提升,对洁净水的需求日益增长,然而由于水污染等现象频发,我国正面临越来越大的淡水供应压力。凭借自身分离效率高、能耗小、处理效果好的优势,膜分离技术在污水处理领域得到了充分的应用。聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜作为常见的微滤膜,具有极强的化学稳定性,在分离膜中占据重要地位。但是,PTFE表面能低、润湿性差,致使其在使用时通量低、易污染。且我国PTFE中空纤维膜的制备起步较晚,工艺需改进。上述问题均制约了PTFE中空纤维膜的发展,为此,本文优化PTFE中空纤维膜混料工艺,并利用多巴胺的氧化自聚,提高膜的表面润湿性,从而改善水通量。(1)混料工艺改进探索。针对企业现行混料技术的不足,设计具有喷油系统的自动混料机,将PTFE树脂与润滑剂的混合方式由传统的倒油混合改为喷油混合,获得更加均匀的PTFE糊料,实现自动喂入、物料混合、自动输出等功能一体化;(2)多巴胺自组装改性方案的确定。针对PTFE膜表面疏水性,利用多巴胺的自组装,在膜表面沉积聚多巴胺涂层,提高PTFE膜的表面润湿。分析改性膜的表面形貌与化学组成,确定膜表面成功沉积聚多巴胺涂层。通过测试改性前后膜表面静态水接触角,证明了多巴胺自组装改性PTFE方案的可行性,成功使接触角从137可下降至81°,有效提升了膜的亲水性,此时的反应条件是:多巴胺溶液浓度0.1 mol/L,反应体系pH为8.5,反应时间12 h;(3)氧化剂诱导多巴胺改性PTFE中空纤维膜。分别使用硫酸铜/过氧化氢和过硫酸铵两种氧化剂对上述反应进行优化设计,提高反应速率。实验结果表明:氧化剂诱导可极大地提高多巴胺的氧化速率,其中硫酸铜/过氧化氢诱导的反应速率高于过硫酸铵诱导速率;硫酸铜/过氧化氢诱导的改性膜在多巴胺浸渍时间达1 h时,接触角达85°,之后趋于稳定。而过硫酸铵诱导的多巴胺改性2 h时,接触角下降至60°。综合反应时间和改性效果,本课题最终确定的基于多巴胺改性PTFE膜的方案是:多巴胺溶液浓度0.1 mol/L,过硫酸铵浓度0.05 mol/L,反应体系pH为8.5,反应时间2 h;(4)PTFE中空纤维膜过滤应用探索。测定此膜改性后的水通量、颗粒拦截过滤效率和涂层稳定性,验证了此种改性方案的可行性。改性后的PTFE膜亲水性提高,通量上升,可有效拦截5μm及以上的颗粒,单次过滤效率达98%以上;可适应多种溶液环境,并保持涂层稳定;膜阻塞后经超声清洗可恢复通量。通过此种方式获得的改性膜在过滤领域具有重要的生态价值和经济价值。