功能化納米材料改性PVDF超濾膜及其應(yīng)用研究.pdf

1、膜分離法因其高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，成為了現(xiàn)代水處理中重要的技術(shù)手段之一。聚偏氟乙烯(PVDF)是常用的膜材料之一，具有性能穩(wěn)定、無(wú)毒廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，但其表面能低，在水處理過(guò)程中易被污染而導(dǎo)致通量下降，嚴(yán)重影響其使用壽命，這是制約膜技術(shù)發(fā)展的重要因素。
　　 為解決PVDF膜在運(yùn)行過(guò)程中的污染問(wèn)題，本研究選取了TNT(TiO2納米管)和AgTNT(載AgTiO2納米管)兩種納米材料，通過(guò)相轉(zhuǎn)化法對(duì)PVDF膜進(jìn)行無(wú)機(jī)/有機(jī)共混改性。首先利用

2、掃描電鏡、超濾測(cè)試、接觸角和機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試來(lái)表征其基本性能;接著選擇牛血清蛋白(BSA)和腐殖酸(HA)作為模擬污染物，通過(guò)過(guò)濾實(shí)驗(yàn)、阻力分析、靜態(tài)吸附與解吸考察雜化膜的抗化學(xué)污染能力，并利用抑菌圈法考察雜化膜對(duì)大腸桿菌的抑菌能力;最后通過(guò)膜清洗實(shí)驗(yàn)來(lái)探討物理清洗與光清洗組合方式的可行性。
　　 結(jié)果表明，添加TNT和AgTNT能改善膜的結(jié)構(gòu)及基本性能。雜化膜的皮層變薄，亞層中微孔數(shù)增多，孔之間的連通性變好，膜的強(qiáng)度和韌性也得到了

3、改善;純水通量顯著提高，TM雜化膜增幅達(dá)46.9％，而截留率和孔隙率也有所上升，超濾性能得到改善;接觸角下降明顯，最大降幅為18.3°，表明雜化膜的親水性得到改善。
　　 抗污染實(shí)驗(yàn)中，雜化膜的抗污染能力和通量恢復(fù)能力都有顯著增強(qiáng)。雜化膜TM過(guò)濾BSA和HA的通量衰減率較PVDF膜下降了約4％和13％，通量恢復(fù)率上升了約14％和20％;阻力分析結(jié)果顯示，雜化膜的總阻力較PVDF膜有所下降，而不可逆污染阻力的下降尤為明顯，雜化膜A

4、1TM過(guò)濾BSA和HA的不可逆污染Rir分別下降了33％和40％;靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明雜化膜對(duì)BSA和HA的吸附都有顯著的下降，雜化膜A1TM的吸附量降幅為26.4％和8.6％，解吸率均上升了20％以上;MFI值的結(jié)果也表明雜化膜抗污染能力得到了提高。抑菌實(shí)驗(yàn)中，A10TM表現(xiàn)出了顯著的抑菌能力，對(duì)大腸桿菌的抑菌圈約為15mm。
　　 膜清洗實(shí)驗(yàn)表明，雜化膜具備較好的自清潔能力。BSA污染后，采用曝氣/光清洗方式時(shí)雜化膜A1TM的通