MBfR中疏水性PVDF中空纤维膜表面改性研究

针对膜生物膜反应器(membrane biofilm reactor,MBfR)研究中疏水微孔膜供氧能力不足、耐污染性较差等问题,以壳聚糖(CS)和均苯三甲酰氯(TMC)为水、油两相单体,采用界面聚合法对自制疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行表面改性,采用正交实验法针对水相及油相单体浓度、界面聚合时间及热处理温度等参数对改性PVDF复合膜性能的影响进行系统研究,以氧传质性能为评价指标优化表面改性条件,并选取牛血清白蛋白(BSA)、腐殖酸(HA)、海藻酸钠(SA)为典型有机污染物,考察改性PVDF膜的抗污染能力.结果表明,在最佳表面改性条件TMC质量分数0.35%,CS质量分数0.30%,界面聚合时间15min,热处理温度70℃时,改性PVDF膜与原膜具有相似的机械强度,氧气传质性能提高(氧总转移系数为原膜的1.8倍),亲水性增强(接触角自原膜69.8°降至39.9°),并具有优于原膜的抗污染能力.

PVC基中空纤维复合纳滤膜制备及其性能表征

以聚氯乙烯(PVC)中空纤维超滤膜为基膜,以哌嗪(PIP)为水相单体、均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,通过界面聚合法制备中空纤维复合纳滤膜。着重研究了水相涂覆后吹扫工艺对超薄分离层完整性及膜分离性能的影响规律,进而研究了各制膜因素的影响。所制备的纳滤膜在0.35 MPa,25℃条件下,对1 000mg/L硫酸镁(MgSO_4)水溶液的截留率为96.4%,相应通量为24.1L/(m^2·h)。

响应曲面法优化MBfR中PVDF/pDOPA改性膜的表面改性条件

膜生物膜反应器研究中,常用疏水性微孔膜存在氧传质性能、耐污染性能较差等问题,论文以课题组自制疏水性PVDF中空纤维膜为原膜,采用自聚合法以左旋多巴为单体对原膜进行表面改性,采用响应曲面法针对左旋多巴浓度、自聚合时间及热处理温度对于改性膜性能的影响进行系统研究,模拟得到改性膜氧传质性能参数K_(La)的二次回归方程模型,结果表明:最佳表面改性条件(L-DOPA质量浓度1.54 g/L、自聚合时间3.0 h、热处理温度37.0℃)下,改性膜K_(La)的实测结果(1.61×10^(-2 )min^(-1))与响应曲面拟合所得模型的预测值(1.60×10^(-2 )min^(-1))基本吻合,该模型可用于优化PVDF/p DOPA改性膜的表面改性条件。最佳表面改性条件下,PVDF/p DOPA改性膜与原膜机械性能相近,氧气传质性能显著优于原膜,K_(La)自原膜0.95×10^(-2 )min^(-1)提高至1.61×10^(-2 )min^(-1),为原膜的1.70倍,改性膜表面亲水性提高(接触角自原膜75.2°降至41.4°)。

弱酸性条件下氧化剂诱导多巴胺改性疏水性PVDF膜应用于MABR技术

论文针对膜曝气生物膜反应器(Membrane Aeration Biofilm Reactor,MABR)研究中疏水性微孔膜泡点压力低、氧传质性能不佳等以及多巴胺改性复合膜改性过程中改性时间长、复合层稳定性能欠佳等问题,采用简便的单步氧化法,在弱酸性环境中(pH值=5.0)选用高碘酸钠诱导氧化多巴胺(Dopamine,DOPA)对疏水性PVDF中空纤维微孔膜进行表面涂覆改性,并采用响应曲面法优化了涂覆表面改性条件,在1.48 h、1.014 g/L和39℃下实现了多个响应变量的单一最佳点。在最佳涂覆条件下获得的PDA-coated PVDF改性膜氧传质性能由原膜0.77×10^(-2)min^(-1)提升至1.68×10^(-2)min^(-1),为原膜的2.18倍。进一步的FSEM、FTIR、XPS分析表明PDA聚合物成功涂覆在膜表面,AFM结果表明最佳改性膜表面粗糙度增加,改性膜其它基本性能都显著提升。