聚偏氟乙烯荷電超濾膜的制備及性能研究.pdf

1、水的凈化是21世紀(jì)最熱點的話題之一。作為一種綠色高效的新型分離技術(shù)，超濾在水處理領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。目前，由污水中存在的生物大分子導(dǎo)致的膜污染問題依然是制約超濾應(yīng)用效率的瓶頸。因此，提高超濾膜的抗污染性能尤為迫切。已有研究表明靜電相互作用直接影響膜污染情況，一種有效的減少膜污染的方法是改變膜的荷電情況，利用孔徑截留和靜電排斥的協(xié)同作用，降低膜污染。
　　本論文以聚偏氟乙烯(PVDF)為膜材料，以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)

2、為溶劑，不同相對分子量的聚乙二醇(PEG)為添加劑，應(yīng)用一種新型的改性方法，即“高壓外電場(2kV)強化”技術(shù)，通過浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制得PVDF超濾膜。研究了電場強度對膜結(jié)構(gòu)、表面基團(tuán)組成、膜親水性能、膜電位以及膜抗污染性能的影響。結(jié)果表明，與未改性的膜相比，改性PVDF膜的蛋白吸附量明顯降低。同時，在電場強度的影響下，改性PVDF膜的親水性也得到提高。尤其是以PEG600為添加劑的改性PVDF膜，其蛋白吸附量下降了43％，達(dá)到132.

3、54μg·cm-2，接觸角為64.8°。然而，外加電場對膜的截留與通量沒有明顯的影響。
　　論文還研究了PVP K30質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PVDF超濾膜性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著PVP K30含量的增加，PVDF膜的分離性增強。且改性的PVDF膜的分離性能優(yōu)于未改性的膜。同時，改性的PVDF膜的親水性高于未改性的膜。改性后的膜的蛋白吸附量有明顯的降低。當(dāng)PVP K30含量為9％時，改性的PVDF膜的接觸角值為65.4°，蛋白吸附量減小46％

4、，達(dá)到26.40μg·cm-2。當(dāng)PVP K30含量增加時，膜電位亦隨之增加。與此同時，所有改性的PVDF膜的電位均為負(fù)值。說明在改性的PVDF膜的表面存在著負(fù)電荷。
　　根據(jù)以上的研究結(jié)果，我們進(jìn)一步制備出了一系列以不同相對分子量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為致孔劑的PVDF超濾膜，并分別研究了致孔劑分子量、電場強度對膜性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，隨著PVP分子量的增加，改性與未改性的膜的電位都隨之減小。改性PVDF膜的超濾性能也得到提