PVDF中空纤维疏水膜的鼓气吸收法海水提溴性能研究

利用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜进行鼓气膜吸收(ABMA)海水提溴实验。考察了吸收液浓度、温度和鼓气强度等操作条件对PVDF膜的提溴性能的影响;研究了中空纤维膜壁厚,组件形式、长度、装填密度等对ABMA提溴性能的影响。结果表明:PVDF疏水膜的壁厚增加,ABMA过程的脱溴率、溴吸收率和膜的有效溴通量明显降低;直型组件更适合ABMA提溴过程,且组件长度、装填密度增加,膜的有效溴通量降低而溴的吸收量明显提高。用内径0.80mm,壁厚0.15mm的PVDF膜,制成长90mm、装填密度14.4%的直型膜吸收组件,在鼓气强度500mol/(m2.h),吸收液浓度10mmol/L,22℃下,ABMA过程的脱溴率约89.5%,溴吸收率约68.6%,膜的有效溴通量约0.41kg/(m2.h)。

耐酸增强型中空纤维膜的制备及其性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)为原料,采用相转化法制备了PES/PVDF增强型中空纤维膜,并对膜的微观形貌、机械性能、水通量、截留率和耐酸性能进行了研究。结果表明,PES的引入可明显提高膜的水通量和截留率。当PES的质量分数为3%时,制备的膜综合性能最佳,其水通量为78.84 L/(h·m^(2)),截留率为95%,(较传统单体系PVDF膜),水通量提升约42.75%,截留率提高10.46%;于7 mol/L的HCl溶液浸泡8个月后,PES/PVDF增强型中空纤维膜的最大拉伸荷为120.38 N(下降10.3%),断裂伸长率19.88%(上升16.2%),截留率为99%(提升约4.2%),表现出良好的耐酸性。

PVDF疏水中空纤维膜与组件对真空膜蒸馏性能的影响

利用高孔隙率的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜进行真空膜蒸馏(VMD)脱盐实验。在真空度0.095MPa,盐水温度60℃,流速1.5kg/min的条件下,着重研究了中空纤维膜内径、壁厚,组件长度、装填纤维数目等结构参数对VMD性能的影响。结果表明:组件长度或装填纤维数目增加,组件产水通量明显降低而总产水通量明显提高;中空纤维膜内径对VMD产水通量影响较小,而膜壁厚增加使通量明显降低;用内径1.0mm壁厚0.1mm的膜制成的长度21cm装填纤维50根的膜组件,产水通量达到21.8kg/(m2.h)。VMD过程产水的电导率保持在4μS/cm以内,脱盐率达99.99%,受膜、组件结构及操作条件影响很小。

PVDF疏水中空纤维膜的膜蒸馏含盐废水处理性能研究

利用新型高通量聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜,对石化企业废水经反渗透(RO)处理的浓排水进行减压膜蒸馏(VMD)处理实验。研究了RO浓排水流速、温度和冷侧真空度对VMD过程中PVDF膜性能的影响,考察了PVDF膜在VMD法RO浓水浓缩过程中的性能变化。结果表明,原液流速对膜性能无明显影响;原液温度或冷侧真空度提高都会使膜的产水通量明显上升,而产水电导保持稳定。在冷侧真空度为-0.095MPa、原液温度70℃、流速0.66m/s的条件下,经15.2h实验,将RO浓排水浓缩20倍,膜的产水通量从25.8L/(m2.h)降低至11.8L/(m2.h),产水电导低于4μS/cm,脱盐率高于99.99%,产水CODCr值约30mg/L。经过5次浓缩实验后,PVDF膜的通量和产水电导均保持稳定。

MBfR中改性PVDF疏水中空纤维膜表面微生物附着生长特性研究

针对膜生物膜反应器(MBfR)研究中疏水性微孔膜供氧能力不足、生物亲和性能较差等问题,采用界面聚合及自聚合法对自制的疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行表面改性,制备出适合于MBfR技术的PVDF/DOPA改性膜与PVDF/TMC-CS改性膜.选取混合微生物体系研究微生物在原膜和改性膜表面上的粘附生长情况,评价了3种膜材料生物亲和性的差异,并对3种膜材料表面生物膜的MBfR有机物及氨氮处理特性进行了初步研究.研究结果表明,与原膜相比,PVDF/DOPA改性膜在微生物附着生长实验后生长的微生物厚度最高,为25μm,微生物膜优先成熟且附着的微生物数量较多,表明PVDF/DOPA改性膜的生物亲和性最高;附着微生物的PVDF/DOPA改性膜废水处理能力较高,对TOC和NH4+-N的去除效果可稳定保持在93.48%、84.74%左右,同时对废水的抗有机冲击负荷能力明显优于另两种膜材料系统.

基于改性疏水性PVDF中空纤维膜的MBfR中生物膜特性研究

针对膜生物膜反应器(MBfR)中疏水性PVDF中空纤维膜供氧能力不足及生物亲和性较差等问题,以实验室自制PVDF疏水膜为基膜,采用多巴胺自聚合法制得DOPA/PVDF复合膜,以PVDF原膜及DOPA/PVDF复合膜为基础构建平行运行的MBfR系统,对系统启动及初步稳定运行过程中曝气膜表面的生物膜特性进行研究.结果表明,相比于原膜,MBfR运行初期,复合膜表面微生物附着量较多,复合膜MBfR系统对TOC和NH+4-N平均去除率分别为69.4%和28.9%;复合膜表面生物膜优先进入成熟稳定阶段,对TOC和NH+4-N平均去除率分别为94.1%和58.1%;MBfR中生物膜形成过程中,复合膜表面生物膜分泌的EPS含量平均值为原膜的1.1倍,生物膜接触角平均值为原膜的1.3倍,疏水性更强;复合膜与生物膜黏附性能优于原膜系统,平均黏附力为43.7 nN,TB-EPS及TB-PN/PS是影响黏附力的主导因素.

纳米TiO_2复配添加剂对PVDF中空纤维膜结构和性能的影响

该文将纳米二氧化钛(TiO2)粒子与高分子致孔剂、非溶剂、表面活性剂和无机盐4类制膜添加剂复配处理,采用浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-TiO2复合中空纤维膜。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱、拉伸试验、接触角测定和截留试验分别对复合膜的微观孔结构、晶相结构、Ti元素分布、机械性能、亲水性、过滤性能和抗污染性能进行了表征,讨论了纳米TiO2粒子对PVDF膜结构和性能的影响。结果表明通过改变复配添加剂中TiO2粒子的含量,可以有效调控复合膜的结构和性能。当复配添加剂中w(TiO2)为2%(占PVDF固含量的质量分数w%)时,纯水通量由216 L/m2.h提高至402 L/m2.h,牛血清蛋白截留率由95%降低至90%,复合膜整体性能较为优异。

TiO_2/PVDF复合中空纤维膜的制备和表征

采用相转化法制备了二氧化钛 (TiO2 ) 聚偏氟乙烯 (PVDF)复合中空纤维膜 .应用牛血清白蛋白截留实验、扫描电子显微镜、热重分析、X射线衍射分别对复合膜的分离性能、微观结构、热稳定性和晶相组成进行了分析 .结果表明复合膜的性能与纯PVDF膜的相比有显著的改善 ,其中对牛血清白蛋白的截留率从 3 2 7%提高到 86 6 7% ,单根纤维的断裂应力从 3 35MPa提高到 4 70MPa ,提高了 4 0 3% .氮气吸附实验测定的孔径分布进一步表明复合膜的孔径分布变窄 ,孔径变小 .

PVDF中空纤维超滤膜的耐化学性能研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜,进行了耐化学性能研究,初步制定了耐酸性、耐碱性、耐氧化性检测方法。确定耐酸性、耐碱性、耐氧化性用4个指标来衡量:外观变化,断裂强度变化率、纯水通量变化率、截留率变化率。结果表明,PVDF膜的耐酸性最好,其次是耐氧化性,耐碱性最差。250 mg/L的次氯酸钠溶液中浸泡后,PVDF膜的最大孔径几乎不变化,纯水通量增加了20%,截留率也几乎不变化;而500、1 000 mg/L的次氯酸钠溶液中浸泡后,PVDF膜的最大孔径均有所增大,纯水通量均减少了50%以上,而截留率均变化不大。PVDF膜分别经相同质量浓度的Na Cl O溶液和H2O2溶液浸泡处理后,断裂强度变化率、纯水通量变化率和截留率变化率均相当接近,只有最大孔径变化率有所差别。

PVDF中空纤维抗污染膜的制备与表征

采用干-湿相转化法制备Fe(Ⅲ)-Cu(Ⅱ)/PVDF中空纤维抗污染膜,讨论了不同添加剂量的变化及不同的工艺参数对膜性能的影响.通过扫描电子显微镜、水通量测定仪、机械强度测定仪、接触角测定仪分别对膜的微观结构、水通量、抗污染性、机械强度、接触角进行联合表征,分析不同因素对膜性能的影响趋势.结果表明:随着PVDF粉加入量、无机掺杂物质的量、添加剂的量的增加,膜的纯水通量均呈降低趋势,但截留率、拉伸强度、亲水性、及抗污染性能均随变化而增大;随着膜制备的工艺参数——纺丝速度、凝固浴温度的增加,膜的纯水通量增大,而截留率呈下降趋势,膜的拉伸性能得到提高;随着膜制备的工艺参数——干程距离的增大,膜的纯水通量和截留率分别呈现出增大和减小的趋势,膜的孔隙率和拉伸强度及断裂伸长率先增大后减小.

新型亲水性PVDF中空纤维膜的制备

通过高能电子束辐照接枝的方法,在丙烯酸羟乙酯/水的混合溶液中,将丙烯酸羟乙酯(HEA)单体引入到PVDF中空纤维膜,对其表面进行亲水改性;考察单体浓度、辐照剂量对接枝率的影响,以及不同接枝率对膜表面形貌、化学组成及亲水性的影响;利用衰减全反射红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对接枝改性前后PVDF中空纤维膜的化学组成及形态结构进行表征,并进行性能测试.结果表明:辐照剂量和单体浓度对接枝率都有显著影响;改性后PVDF中空纤维膜表面的亲水性能得到明显改善;接枝率为3.47%时纯水通量增大至372.69 L(/m2.h),比原膜的纯水通量增加了191%,膜表面接触角明显下降,吸水率显著提高.

利用聚合多巴胺及PEG对PVDF中空纤维膜进行表面功能化的研究

通过涂覆多巴胺对PVDF中空纤维膜进行亲水改性,并利用聚合多巴胺(PDOPA)的强附着性进一步进行氨基聚乙二醇(mPEG-NH2)接枝改性,实现微滤膜表面功能化.实验研究了不同反应条件下涂覆和接枝效果,并以乳化油溶液进行过滤对比分析.实验结果表明,经过480min多巴胺涂覆改性,PVDF中空纤维膜亲水性能提高,接触角由原膜的84.9°降低为50.1°,膜表面水滴渗透速度加快;涂覆时间影响膜的纯水通量,30min涂覆时间,纯水通量较原膜提高6.4%;过滤乳化油废水时,改性后的膜通量衰减速率减缓,稳定通量增加,抗污染性能提高.在PDOPA涂覆改性膜基础上进行mPEG-NH2接枝后,亲水性进一步提高,乳化油去除率提高13%.通过多巴胺涂覆与mPEG-NH2接枝,均有效提高了PVDF中空纤维膜在处理乳化油方面的性能.

凝胶条件对PVDF／PVC中空纤维膜性能及结构的影响

采用干-湿相转化法制备PVDF/PVC共混中空纤维膜,通过对水通量、孔隙率、平均孔径的测试及扫描电镜的微观分析,讨论了凝胶浴组成、温度和芯液浓度对PVDF/PVC中空纤维膜性能及结构的影响,并进行了详细的理论分析.试验结果表明,提高凝胶浴温度和浓度有利于增加膜的水通量,但对孔隙率有一定的影响,在芯液中加入一些溶剂是提高通量的一种手段,但加入量要合理.

PU/PVDF共混物形貌及其中空纤维膜制备

通过SEM分析了聚氨酯(PU)与聚偏氟乙烯(PVDF)共混物熔体组成与其挤出物形貌之间的关系,确定了PU/PVDF共混物经熔融纺丝制备中空纤维膜的较优配比,并对PU/PVDF共混中空纤维膜微孔结构形成机理进行了讨论.研究表明,结合聚合物共混界面相分离原理及熔融纺丝-冷拉伸法可制得通透性较好的PU/PVDF共混中空纤维膜.

膜法海水提溴用PVDF中空纤维膜的研制

采用相转化法制备海水提溴用疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜,考察聚合物浓度、无机复合添加剂浓度、膜干燥方式及后处理方法对膜结构和性能的影响.结果表明,无机复合添加剂能有效提高膜机械性能,同时不影响膜疏水性;溶剂置换法不能完全避免膜收缩,从而直接影响膜孔结构和透气性能.物理后处理方法可显著提高膜透气性能,氮气通量为8.62 m3/(m2.h),孔隙率为63.31%,膜断裂强度可达到1.64 cN/Tex,膜断裂伸长率为79.10%.

凝胶成份对PVDF/PVP中空纤维超滤膜结构与性能的影响

采用干-湿相转化法制备PVDF/PVP共混中空纤维超滤膜,通过改变内外凝胶浴组成控制膜的结构和性能,使用扫描电镜对不同凝胶条件下膜的微观形貌和结构进行了表征,以纯水通量和BSA截留率评价膜性能。结果表明,芯液中溶剂质量分数由10%升高至50%会使膜孔收缩,膜通量下降;芯液中甘油质量分数由10%升至30%后能使膜形成大孔结构,使通量增大。凝胶浴中溶剂质量分数高于40%,会使聚合物溶解,但加入质量分数1%的醋酸能降低高浓度溶剂的溶解作用,使通量升高。

凝固条件对PVDF/PVA共混中空纤维膜结构及性能的影响

采用干湿法纺丝工艺制备聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯醇(PVA)共混中空纤维膜,讨论凝固条件对膜结构及性能的影响,旨在选择适当的凝固条件,制备性能较优的PVDF/PVA共混中空纤维膜。结果表明:凝固浴为液氮时,孔结构非常致密;凝固浴为水时,随凝固浴温度升高,外皮层界面孔数量较少但尺寸增大,且由裂缝状转变为圆孔状,靠近外层的指状孔延长,孔结构变疏松;凝固浴温度升高,水通量增大,卵清蛋白截留率降低;较高的凝固浴温度有利于PVDF结晶和拉伸强度的提高。

聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜及其初步应用

使用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜,比较了三种膜蒸馏过程用于质量分数为3.5%的氯化钠溶液的脱盐效果。实验结果表明:真空膜蒸馏的通量最大,达到21.8 kg/(m^2·h),其次为直接接触式膜蒸馏,气扫式膜蒸馏的通量最小;三种膜蒸馏过程的脱盐率均在99.99%以上;膜蒸馏通量随膜内径增加略有增加,与膜壁厚呈反比。真空膜蒸馏法可用于反渗透浓水的进一步处理,当反渗透浓水浓缩4倍时,原水电导率从5 980 μS/cm 增加到22 800 μS/cm,膜蒸馏产水电导率保持在1.8～1.9 μS/cm 以内,脱盐率大于99.99%。

拉伸和萃取工艺对PVDF中空纤维膜的力学性能和收缩率的影响

为处理TIPS制备的PVDF中空纤维膜在干燥过程中出现的收缩现象,采用独特的酒精萃取方式和甘油水溶液热定型等工艺,研究中空纤维膜后处理工艺对膜内残余应力的影响,探究不同的干燥工艺对膜收缩率的影响.实验结果表明:水萃-酒精萃-水萃工艺可以减弱微孔膜的收缩情况,微孔膜的长度收缩率为13.69%,径向收缩率为10%左右;干燥后的微孔膜外观形貌由弯曲状变成竖直状,且经热定型后微孔膜的残余应力得以消除,增强了微孔膜的力学性能,经甘油热定型后中空纤维膜的单根断裂强度提高了4 MPa.

PVDF中空纤维膜收缩率影响因素的研究

采用非溶剂致相分离(NIPS)法,以聚偏氟乙烯(PVDF)为制膜材料,以二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,加入有机添加剂(PVP K30)制备了PVDF中空纤维膜。改变计量泵挤出转速、计量泵温度、绕丝辊转速、干程长度和凝固浴溶剂浓度等工艺条件,研究PVDF中空纤维膜收缩率的变化情况。结果表明:随着计量泵转速或绕丝辊转速的增大,膜丝收缩率增大;计量泵温度升高,膜丝收缩率减小;干程长度和凝固浴溶剂浓度对膜丝收缩率的影响没有呈现出规律性。