用于膜蒸馏的PDMS/PVDF共混微孔膜的制备与性能研究

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本文以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料,利用磷酸三乙酯(TEP)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(3:2)混合物及四氢呋喃(THF)为溶剂,通过浸没沉淀相转化法(NIPS)制备了PDMS/PVDF共混微孔膜。通过凝胶动力学测试、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、微滤性能测试、孔隙率及平均孔径测定、水接触角及机械性能测试,研究了不同PVDF/PDMS质量比、蒸发时间及凝胶浴组成对共混膜性能的影响。并将性能最优的PDMS/PVDF共混膜用于真空膜蒸馏(VMD)实验处理NaCl水溶液。具体结果如下:首先,比较了PVDF微孔膜及不同PVDF/PDMS质量比的共混膜的形态结构、XRD谱图、微滤性能、疏水性及机械性能。实验数据表明,PVDF/PDMS质量比为5:]的共混膜的综合性能为最优。加入PDMS以后,膜的纯水通量、孔隙率、疏水性大量提高,机械性能有所改善。其次,考察了蒸发时间及凝胶浴组成对PDMS/PVDF共混膜性能的影响。实验数据表明,在蒸发时间为30s,凝胶浴采用60%的乙醇/水混合物时,共混膜的性能最佳。此时,膜的纯水通量为201.01L/m2h, BSA截留率为96.81%,孔隙率为92.37%,平均孔径为0.66μm,上、下表面与水的接触角分别为117.93°,132.18°,杨氏模量与拉伸强度分别为40.39MPa,2.29MPa,断裂拉伸率为69.62%。最后,将自制的PDMS/PVDF共混微孔膜应用于VMD过程,当料液浓度和温度分别为30g/L,80℃,真空度为90KPa时,膜蒸馏通量及产水电导率分别为21.82Kg/m2·h,5.2μS/cm。
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