納米TiO2表面修飾PVDF雜化膜的結構與性能.pdf

1、膜分離技術具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，已廣泛應用于多個領域。聚偏氟乙烯(PVDF)綜合性能優(yōu)異，是用于膜制備的常用膜材料之一。但PVDF的疏水性導致其在水處理應用中容易被污染，成為其在膜技術應用中的主要障礙。
　　 為解決PVDF膜在應用過程中的膜污染問題，本文結合共混和涂覆兩種方法對PVDF膜進行親水化改性，并提出了一種穩(wěn)定性較好的復合膜制備方法。共混材料選用醋酸纖維素(CA)和TiO2有機溶膠；涂覆材料選用TiO2水溶膠和S

2、iO2水溶膠。選用三種模擬污染物(牛血清蛋白BSA、腐植酸HA和甲苯)對膜的基本性能進行考察，包括分離性能、親水性和抗污染性等，并通過阻力計算、靜態(tài)吸附與解吸和修正污染指數(shù)(MFI)值比較等手段分析膜的抗污染性能。最后，利用傅立葉紅外光譜(FT-IR)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)等測試方法表征膜的微觀結構。
　　 結果表明，向PVDF膜材料中混入CA或TiO2有機溶膠提高了膜的親水性，加入TiO2有機溶膠的共混膜抗污染性

3、較好，在共混基礎上涂覆納米TiO2和SiO2粒子溶膠制備出復合膜，其各項性能均得到改善，且表面涂層具有較好的穩(wěn)定性。復合膜對BSA和HA的截留率分別上升了35％和20％；接觸角最大下降了60°，親水性大幅提高；復合膜M-T/T對BSA和HA的相對通量衰減率(RFR)下降了25％左右，通量恢復率(FRR)上升到90％以上。
　　 阻力分析結果顯示，復合膜的總阻力較PVDF膜和共混膜有顯著降低，不可逆阻力下降幅度最大，尤其是M-T/

4、T效果最為顯著，各污染物的下降幅度均在80％以上；靜態(tài)吸附與解吸實驗結果表明，復合膜對蛋白質(zhì)類污染物BSA、高分子有機酸類污染物HA和芳香族碳氫化合物類污染物甲苯的吸附量均有所減少，BSA的吸附量下降了90％以上，HA和甲苯的吸附量均下降了近50％，BSA和HA的解吸率分別上升了35％和20％；MFI值比較結果也表明涂覆納米TiO2和SiO2粒子可有效提高膜的抗污染性。在采用不同涂覆液的復合膜中，復合膜M-T/T的綜合性能最為優(yōu)異，具備