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本文以聚氯乙烯(PVC)为膜材料,制备了性能优良的PVC中空纤维超滤膜,并考察了其在印染废水深度处理上的应用效果,具体研究结果如下:
首先,制备了荷电的PVC-PFSA超滤膜,考察了PFSA浓度、凝胶浴温度、芯液组成等条件对成膜性能的影响。通过对SEM、力学性能、EDX、水通量、截留率等的测定,对制备的PVC-PFSA超滤膜进行了性能的表征。在此基础上,进行了PVC-PFSA荷电超滤膜分离无机盐的的实验,以吸附-扩散模型为基础,讨论了PFSA浓度(荷电密度)和操作压力、无机盐浓度等因素对膜渗透通量和截留率的影响。随后,对超滤膜的分离机理进行了探讨:由于膜材料性质的改变,会引起溶液与膜之间的化学位发生改变,从而使传质推动力发生变化。因此,超滤膜的分离机理不可能完全是筛分,在某些情况下,膜材料、溶质与溶剂,以及它们之间的相互作用所引起的膜相与溶液相之间化学位的变化,对膜分离性能的影响非常重要。
其次,考察了PVC浓度以及PVP浓度对中空纤维超滤膜性能的影响,进行了膜微观结构的表征,测定了膜的水通量、截留率以及力学性能等。在PVC-PVP-DMAC-热稳定剂四元体系中,分别以硫醇甲基锡、四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、磷酸三乙酯作为考察对象,通过对铸膜液体系升温前后颜色的变化、超滤性能以及热性能的测定,进行了该体系热稳定剂的筛选。
最后,考察了自制PVC膜和商业化PVC膜对废水中有机物的深度处理效果。实验结果表明:自制PVC膜在通量、有机物截留以及抗污染等方面,优于商业化PVC超滤膜;PVC-PFSA荷电超滤膜在对有机物的截留和耐污染等方面,优于中性膜。荷电基团的引入,赋予了中空纤维膜一些特殊的性能,在有机物深度处理等方面处理效果显著。