PVDF/ZrO2-PVA共混膜的制备及分离性能研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:youyanma
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)是一种具有耐辐射性、耐热性和良好机械稳定性的半结晶高聚物,成膜能力优异。但由于PVDF具有较强的疏水性,在实际应用中易被污染,常通过含有大量羟基的聚乙烯醇(PVA)对其进行亲水改性,但是通过PVDF/PVA共混改性制得的膜均存在韧性较差,抗拉伸强度低的缺点,需要对膜进行进一步改性。氧化锆(ZrO2)作为一种特殊的过渡金属氧化物,具有高熔点、高沸点、化学稳定性好等优点,适用于改善膜的韧性及抗拉伸性能。另外,经ZrO2改性后的膜更适用于极端条件下的复杂液相分离体系,与实际情况接近,因此,采用ZrO2对PVDF/PVA膜进行修饰改性。主要研究内容及结论如下:(1)研究采用浸没沉淀相转化法(NITPS),通过单因素控制,优化了制膜工艺,制备了PVDF/ZrO2和PVDF/ZrO2-PVA共混膜,通过傅立叶红外光谱分析仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及水接角仪等测试技术,结合过滤实验、污染性能测试等方法研究了膜的微观结构、分离性能、纯水通量和抗污染性。考察了亲水性污染物(海藻酸钠、牛血清蛋白)与疏水性污染物(腐殖酸、双酚A)对不同亲疏水性膜的污染程度以及不同属性膜对不同亲疏水性污染物的抗污能力,研究结果显示,PVDF添加纳米ZrO2并利用PVA进行亲水改性后的膜将具有更优越的结构与抗污染性能,当ZrO2含量为1.5wt%,PVA含量为29wt%时,膜将呈现出最优化的水通量、亲水性、抗污染性和截留率,该条件下制得的膜孔隙率增加至82.7%,膜表面水接触为91.23°,纯水通量增至327(L/m2·h),这意味膜的亲水性和水通量都得到了明显的改善。PVDF/ZrO2-PVA对BSA的截留率为79%,对SA的截留率为60%,对HA的截留率为80%。研究结果还表明,在PVDF铸膜液中添加适量纳米ZrO2能够有效改善因溶剂交换形成指状孔结构进而导致膜机械性能较差的结果。(2)亲水性污染物是膜污染的主要来源,没有证据显示污染物对膜的污染程度与膜本身的亲疏水性有关系。对膜进行亲水改性也只能加强膜的整体抗污染能力,并不能直接改变膜对单一亲水性污染物或疏水性污染物的抗污染程度。其中,HA污染对膜的通量衰减影响最小,且膜通量衰减速率较为平缓。前60分钟HA在PVDF膜、PVDF/ZrO2(M6)膜、PVDF/ZrO2-PVA(Mp11)膜的比通量衰减率分别为为41%、36%与56%。远低于SA与BSA。而SA与BSA污染膜时,膜的比通量在运行初期急剧下降,BSA在三种膜运行的前60min分别导致了84%、75%与69%的比通量衰减。在相同的运行时间内,不管对于疏水性膜还是亲水改性后的膜,亲水性有机物SA引起的膜通量衰减速率及衰减程度均明显大于疏水性有机物HA。对于膜的抗污染性,以污染膜最严重的BSA为参考,PVDF膜通量恢复率为68%、PVDF/ZrO2(M6)膜通量恢复率为73%、PVDF/ZrO2-PVA(Mp11)膜通量恢复率为71%,这可以看出添加ZrO2和进行PVA亲水改性后,膜的抗污染能力明显上升。(3)亲水性污染物BSA是较容易被分离的有机污染物,PVDF/ZrO2共混膜对其最大截留率为87%,PVDF/ZrO2-PVA共混膜对其最大截留率为85%,膜性质对亲水性污染物BSA的分离性能影响不明显。亲水性有机物SA是较难被分离的有机污染物,PVDF/ZrO2共混膜对其最大截留率为61%,PVDF/ZrO2-PVA共混膜对其最大截留率67%,亲水性膜均取得了更高的平均截留率,平均截留率为58.94%;亲水性污染物SA的分离性能受膜性质影响较明显;对于疏水性污染物HA与BPA的截留率来说,亲水性膜对两种物质均取得了更高的平均截留率性,分别为76.27%与58.94%,亲水改性能够提高膜的分离性,而ZrO2含量会对疏水性膜的分离性能产生较大的影响。通过制备PVDF/ZrO2与PVDF/ZrO2-PVA共混膜,既为制备纯水通量高、抗污染能力强、分离性能好的复合膜奠定了理论基础,也为污水处理和水质净化提供新的膜处理方式,为共混膜的研究提供了一种新思路。
其他文献
目的:结直肠癌是一种常见的严重危害人类健康的恶性肿瘤,是指发生于结肠或者是直肠的癌变,尤以直肠、乙状结肠最为常见,在全球范围内,结直肠癌发病率在所有恶性肿瘤中位居第三位,男性发病率高于女性。结直肠癌发病早期缺乏特异性症状表现而容易被患者忽视。维族药盐酸去氢骆驼蓬碱(harmine,HM)已证实对结直肠癌有显著的抑制作用。但HM在全身注射时可引起中枢神经毒性,限制了其临床应用。在本研究中,我们制备了
目的:探讨采用中医药对糖尿病性腹泻的患者进行治疗的临床效果。方法:采用随机抽样的方法,在2007年4月至2011年3月问抽取64例在我院就诊确诊为糖尿病性腹泻患者的临床病例,随机分
魔芋葡甘聚糖(KGM)是一种天然可再生高分子化合物,其成膜性好,膜制品具有可食性和生物可降解等优点,在食品、医药等领域有很高的研究价值,应用前景广阔。为改善魔芋葡甘聚糖
<正>目的:转化酶枯草杆菌蛋白酶9(PCSK9)和纤维蛋白原是几年来发现的动脉粥样硬化性疾病的血液学标志物。然而目前尚无关于两个指标的相关性研究。本研究的目的即是探讨稳定
会议
在学习活动中,常出现重视知识技能培养,忽略幼儿学习品质的培养等问题,其表现如:材料缺乏挑战性,无法激发幼儿玩耍与活动的欲望;教师关注目标的达成,制定规则较多,限制了儿童
本研究旨在探讨大专毕业班学生的就业压力状况及其影响因素,为减轻大专毕业班学生的就业压力问题提供理论支持。本研究以福建某所大专院校的596名毕业班学生为研究对象,采用《心理弹性量表》、《中国大五人格问卷简版(CBF-PI-B)》及修订的《大专毕业班学生就业压力问卷》等,探讨了心理弹性、大五人格特质与就业压力的关系,结果发现:(1)修订的《大专毕业班学生就业压力量表》共有17题,包括主观心理体验、行为
创新是引领发展的第一动力,在农业行业中显得尤为重要。从发展水平来看,我国农业上市企业整体平均毛利率达到了 28%的水平,行业整体发展状况良好。从研发投入状况来看,农、林
传统方志文化的主要特点是:中国传统文化的思想理念在方志文化中处处留痕,志书为满足社会需求,所以内容全面且地域特征鲜明,青史留名的利益驱动使各级官员普遍重视修志,名人
新型城镇化背景下,提升城镇发展质量和完善城市服务功能成为城市发展的必经之路,创新城市治理能力和提升现代化治理水平也已成为诸多城市面临的棘手难题。构建现代化的空间治
有序分类变量在心理学、社会科学等领域中具有广泛应用,如李克特量表、认知测验的是非题等。目前,在实际研究中主流的观点是采用“将有序分类变量当作连续变量处理”进行数据分析。但是有序分类变量不同于连续变量,其本身具有分类变量的定性属性,存在信息含量相对较少、数据易于违反正态分布假设等问题。因此,不少研究者建议将分类变量视作一种特殊的变量进行处理。此外,在验证性因子分析模型(Confirmatory Fa