聚偏氟乙烯(PVDF)平板膜表面特性改性及优化研究

来源 :苏州科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:intel20107
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚偏氟乙烯(PVDF)作为目前市售膜中应用范围广、技术较为成熟的高分子膜材料,其分离膜具有机械强度高、化学稳定性好、使用周期长等优点。但作为典型的非亲水膜材料,此类膜在实际运行过程中易产生膜污染,严重影响其性能和使用寿命。因此通过适当的亲水改性方法制备出高通量、抗污染性能强的以PVDF为基质材料的分离膜,对提高膜系统的稳定性及降低运行费用均有重大意义。而在PVDF膜材料中进一步引入疏油基团,使其具有高效处理含油废水的能力,也是当前PVDF膜材料在水处理领域的探究热点之一。本课题首先将不同比例的PVDF、偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物(PVDF-co-CTFE)及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混并通过浸没沉淀法制备平板膜,然后利用原子转移-自由基聚合反应(Atom transfer radical polymerization,ATRP)引发共混膜表面PVDF-co-CTFE组分上的活性位点接枝甲基丙烯酸叔丁酯(tBMA)单体,通过后续一系列反应最终在膜的表面生成三嵌段聚合物(PVDF-co-CTFE)-g-PMAA-g-fPEG(简称AP)。对不同组分的原始膜接枝反应前后的形态性能变化进行研究后发现,加入5 wt%PVP的原始膜其多孔疏松的膜结构有利于表面接枝反应得以更充分进行。原始膜中PVDF的含量越高,改性膜的机械强度和耐用性就越高;而PVDF-co-CTFE的含量越高,改性膜表面亲水性和疏油性表现越好:制约改性膜表面亲水性的主要因素是膜表面接枝不均匀及接枝密度不足。在PVDF与PVDF-co-CTFE共混比为6:4,PVP添加量为5 wt%时,改性膜表现出最优的通量衰减和通量恢复性能,油截留率可达98.62%,表现出优良的抗油污染性和重复利用性。为改善上述研究中在膜表面AP接枝量较少而亲水性提升不明显的问题,后续采用PVDF-co-CTFE通过相同反应原理合成AP,再与PVDF、PVP以及引入的新组分亲水性无机非金属添加剂氧化石墨烯(GO)共混通过浸没沉淀法制备平板膜,并探究PVDF/AP/GO/PVP共混体系中溶剂选择、PVP添加量、GO添加量及AP、GO、PVP三种组分相互作用对膜结构性能的影响。研究发现,选用DMAc对膜中GO组分的分散效果最好;1.5 wt%PVP的添加可在兼顾多孔疏松膜结构的同时,保证机械强度不会过低而影响使用;1.8 wt%AP的添加使得膜具有较好的疏油性能;GO的添加会在不影响指状孔结构的情况下使膜海绵层加厚,有利于机械强度的提升;GO通过其具有的亲水基团以及与PVP间的作用使膜的亲水性能进一步提升;GO添加量为0.20 wt%时,共混膜表现出最优的过滤通量、通量恢复率及截留率,其油截留率可达98.94%,表现出优良的抗油污染性能。
其他文献
水滴模板(BF)法是一种高效、低廉的表面图案化技术。本课题以BF法为基础,通过对其实施方法学上的改造,设计了两种非传统型水滴模板法——水滴模板直接致孔法(st-BF法)和反相乳液结合水滴模板法(In-BF法),并分别利用两种方法的实施实现了三维立体化致孔和刺激响应性图案化表面制备的应用。我们利用st-BF法对三种具有不同三维造型且尺寸和曲率都不相同的聚合物材料[聚苯乙烯(PS)片材、PS微球、聚乳
HZSM-5分子筛被广泛应用于甲醇芳构化反应,主要是因为其具有可调变的酸性,独特的孔道结构,以及相对稳定的骨架结构。但是,甲醇芳构化反应过程催化剂的活性、BTX选择性及寿命有待进一步提高。可以通过对HZSM-5进行改性,改变其孔道结构,使其出现微孔-介孔结构,加快反应物和产物的扩散,减慢积碳的堆积速度。还可以改变HZSM-5的酸性,适当的降低酸强度和酸量有助于延缓结焦和提高BTX的选择性。本文采用
水是生命之源,随着人类社会的快速发展,大量微污染物不断进入水环境。医药品及个人护理品(PPCPs)作为一类新兴微污染物,己成为世界各国普遍关注的热点问题之一。PPCPs具有生物积累性、毒性和假持久性等特征,能够对水生态环境安全和人类健康造成潜在危害。由于传统水处理工艺无法有效降解水体中的多数PPCPs,因此,开发新型深度处理技术是该方面的研究重点之一。本文重点研究了内循环曝气生物滤池(InBAF)
杂多酸作为一类经典的无机金属团簇材料,虽催化性能出色但由于其易潮解、易溶于极性溶剂、可塑性差等问题而难以用于电化学领域中。目前多将杂多酸作为阴离子与具有高柔性结构的离子液体杂化以解决上述难题,其构建出的新型杂化材料不但性能出色且兼具阴阳两组分的优点。本课题针对目前此类杂化物有毒、昂贵的合成途径提出了一种无毒、绿色、环保的合成方式,并合成、研究了三种新型的杂多酸型离子液体盐。另外采用密度泛函理论对本
本论文选择沿海地区慈溪为研究区域,选取不同年份的遥感影像对慈溪市近20年来由于围海造田工程造成的海岸线变化及景观演变过程进行动态分析,定量选取指标来评价围海造田近20
硫杂杯[4]芳烃是一种由苯酚单元与硫缩合反应而得到的一类环状化合物,是构建多核化合物当中的优良多齿配体,可以与过渡金属形成多组分金属-杯芳烃核簇化合物。金属-杯芳烃核簇化合物具有相对稳定的配位分子结构,金属离子有相对集中的聚集形式,外围共轭芳香性大环基团包裹。作为制备金属硫化物复合物的候选前驱体,可以形成碳包覆复合材料,并能够避免复合物中金属硫化物的团聚。本论文选择对叔丁基硫杂杯[4]芳烃为配体的
稀土元素原子的最外层4f5d电子排布未充满,所以稀土原子各个状态对应的能量值很多,能量值之间的跃迁通道数量同样很多,这样就能够得到种类繁多的吸收或发射辐射,在此基础上得到各种各样的发光材料。稀土发光材料越来越受到人们的重视,成为科学研究的热点。其中,在硼酸盐中掺杂稀土元素可以制备出光学性能良好的稀土发光材料。本实验通过溶液燃烧法,以硝酸镧(LaNO_3),硼酸(H_3BO_3)为原料,分别以甘氨酸
L-鸟氨酸是一种碱性氨基酸,其对人体具有保肝、护肝、治疗肝脏疾病、抗癌和刺激人体生长激素分泌等作用。通常依靠微生物发酵的方式来进行L-鸟氨酸的产业链合成。其中,谷氨酸
水电是清洁低碳的可再生能源,兼具防洪、供水、航运、灌溉等综合功能,经济、社会、生态效益显著。近年来,我国水电总装机规模不断跃升,地下电站数量持续增加。地下电站中布置着众多的机电设备及其附属设备,设备散热直接影响着电站内的热环境,同时,地下电站属于地下建筑的范畴,围护结构的散湿问题尤为严重,这些因素共同决定着电站内的热湿环境。为确保电站内机电设备的安全运转和工作人员有一个健康舒适的工作环境,电站内的
时至今日,探索如何创新地设计和简单地制备出同时具有氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)特性的双功能、低花费的电催化剂,对于诸如燃料电池和金属空气电池等进行可循环能源储存和转移的技术来讲,已成为重中之重。在此论文的第一部分中,我通过一种简单且直接的生长方式,即固相焙烧ZIF-67和尿酸,构建出了一种以氮元素掺杂的碳纳米管中包覆金属Co单质的异质结构(Co-NCNTs)。在此,尿酸(UA)被视为碳