PVDF-ZIF-L共混超濾膜的制備及性能研究.pdf

1、超濾技術(shù)被廣泛應(yīng)用在水處理過程中，其核心組件是超濾膜，目前多以非親水材料制備，在實際操作過程中易發(fā)生膜污染，影響其性能和使用壽命，因此對超濾膜的親水改性研究對降低操作費用具有重大意義。目前研究熱點是利用親水材料制備共混膜，但大多數(shù)的研究都基于改性的碳納米管和金屬氧化物制備共混膜，而金屬有機骨架(MOF)這種具有多孔結(jié)構(gòu)的沸石類化合物，在親水改性領(lǐng)域的應(yīng)用研究仍處于起步階段，利用這種材料進行改性，可以有效減少共混對膜連續(xù)體結(jié)構(gòu)的破壞，使膜

2、的分離性能提高。本文以一種具有二維結(jié)構(gòu)的MOFs材料—ZIF-L作為共混材料制備了具有較強的抗污染能力和較高的水處理性能的共混超濾膜。
　　首先通過測試聚偏氟乙烯(PVDF)膜的基本性能確定了膜的制備條件。將140μm的鑄膜液刮涂在聚酯無紡布支撐層上，利用非溶劑致相轉(zhuǎn)化法制得PVDF超濾膜。考察了聚合物濃度對鑄膜液的粘度、成膜水通量和截留能力的影響。結(jié)果表明，PVDF在18wt.％(P18)時粘度適中，截留性能較好，適宜被用做改性

3、處理。然后考察了醇類物質(zhì)作為添加劑的加入對膜性能的影響。以醇類作為添加劑，考察其種類和濃度對鑄膜液粘度、膜孔尺寸、膜的水處理性能的影響。結(jié)果表明，單羥基醇類可以不同程度地降低鑄膜液的粘度，成膜表面孔徑明顯小于P18。其中使用乙醇且濃度為4 wt.％(E4)時膜總體表現(xiàn)達到最優(yōu)，膜通量約為275 L·m-2·h-1(LMH)，對于牛血清白蛋白(BSA)的截留率高于98％，對于卵清蛋白截留率(OVA)的截留率高于97％。
　　最后研究

4、了ZIF-L/PVDF共混膜的性能。通過改變Zn(NO3)2·6H2O和2-甲基咪唑的濃度和比例、反應(yīng)溫度和環(huán)境確定了ZIF-L的制備條件。改變ZIF-L的添加量制備共混超濾膜，考察鑄膜液的粘度、膜孔尺寸、膜的水處理性能的變化。結(jié)果表明，當ZIF-L/PVDF/乙醇的添加量為1.75/16.25/4 Wt.％(Z175)時膜表現(xiàn)出最高的截留性能，對BSA、OVA、PEG35k、PEG20k的截留率均為100％，對PEG10k的截留率為9