论文部分内容阅读
本论文将无机纳米TiO2与PVDF/PVP/LiCl体系中进行物理共混改性,采用浸没沉淀相转化法分别制得了TiO2/PVDF改性超滤平板膜和TiO2/PVDF改性中空纤维超滤膜。先探讨了TiO2与PVDF/PVP/LiCl体系的配比对平板膜的结构、性能的影响。在此基础上,以牛血清蛋白（BSA）、腐殖酸（HA）和海藻酸钠（SA）作为代表的蛋白质类、腐殖质类和多糖类物,利用制得的TiO2/PVDF改性超滤平板膜对BSA、HA和SA以及城市二级出水的宏观膜分离性能的比较,优化配比得出性能最优的改性超滤平板膜。其次,还考察了一些纺丝条件对TiO2与PVDF/PVP/LiCl体系共混后中空纤维超滤膜结构和性能的影响,重点探讨了纺丝条件对形成中空纤维超滤膜断面内部孔形状的影响。主要结论如下:（1）通过对TiO2/PVDF改性超滤膜的FT-IR光谱图与XRD图谱分析可知,添加TiO2后,部分TiO2与PVDF发生了交联,改性膜表面有亲水性的羟基富集;另外,TiO2对膜的结晶有一定的影响,可能起到强化PVDF晶体结构的作用。（2）通过利用AFM与SEM对改性膜表面形貌、形状及断面形状的分析可知,添加TiO2后,改性膜表面的过滤面积增大,粗糙度增大;膜断面指状孔减少,表面有TiO2团聚现象出现。（3）当TiO2/PVDF改性超滤平板膜中的TiO2含量为0.5%,改性膜的亲水接触角为60.37°,孔隙率为84.48%,纯水通量为679.92 L/m2·h,截留率为87.67%,在改性膜中综合性能最好。（4）通过利用三种常见特征污染物（BSA、HA和SA）及城市二级出水对TiO2/PVDF共混改性膜进行宏观膜过滤污染试验,结果发现TiO2为0.5%的TiO2/PVDF的改性膜对BSA、SA及城市二级出水的抗污染性和耐污染性最好,所有改性膜对HA的抗污染性和耐污染性较差。（5）添加纳米TiO2后,TiO2/PVDF改性中空纤维超滤膜的纯水通量与BSA截留率都有一定程度的提高,但膜丝的机械强度和断裂伸长率有所降低;干程对中空纤维超滤膜的基本性能影响较大,本试验中干程为15cm时,中空纤维超滤膜丝的综合性能最好。（6）纺丝条件（干程,芯液组成,外凝胶浴组成及拉伸速度）对PVDF中空纤维超滤膜断面内孔形状的影响分析可知,能够有效的抑制膜断面不规则形状的形成的方法有:增加纺丝过程中的干程;减少芯液中溶剂（DMAc）的含量;增加凝胶浴中溶剂（DMAc）的含量;提升拉伸速度。