聚偏氟乙烯(PVDF)是一種兼具氟樹(shù)脂和通用樹(shù)脂特性的高分子有機(jī)聚合物。以其優(yōu)良的耐溫、耐氧、耐侯、耐輻射、耐化學(xué)腐蝕和易成膜等特性而倍受青睞。但PVDF表面自由能低,制備出來(lái)的分離膜表面疏水性較高,在分離膜應(yīng)用過(guò)程中,易受到污染從而使膜的水通量下降。對(duì)膜材料進(jìn)行改性,增強(qiáng)分離膜的親水性是解決膜污染問(wèn)題的有效途徑。為提高PVDF超濾膜的親水性,增強(qiáng)其水通量,從而改善膜的抗污染能力,實(shí)驗(yàn)利用具有極強(qiáng)親水性的非離子型表面活性劑OP-10與PVDF溶液共混,采用相轉(zhuǎn)化法流延成膜,制備OP-10改性PVDF高分子板式超濾膜。通過(guò)杯式超濾裝置考察表活劑OP-10的含量對(duì)改性膜水通量、截留率、孔隙率等性能的影響;利用W-56強(qiáng)度測(cè)定儀對(duì)膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸張率進(jìn)行測(cè)量;采用接觸角測(cè)定儀測(cè)得膜與純水的接觸角用以表征膜的親水性的變化;使用傅立葉紅外光譜儀(FT-IR)分析了OP-10組分加入對(duì)PVDF晶型的影響;應(yīng)用掃描電鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)觀察了膜的表面孔分布及斷面結(jié)構(gòu)和表面粗糙程度。結(jié)果表明,表面活性劑OP-10的加入沒(méi)有改變有機(jī)膜的微觀結(jié)構(gòu),改性膜在保持了PVDF超濾膜原有特性的基礎(chǔ)上,純水通量最高增加368.2%,改性膜PVDF5的純水接觸角由改性前的83.52°降至54.67°,親水性明顯提高,孔隙率增加9.28%,改性膜韌性略有提高。改性膜中OP-10的加入量w(OP-10)為1.67%時(shí),膜的性能最好,改性效果最佳。OP-10的加入在改善改性膜的通量和親水性的同時(shí),使其截留率和機(jī)械強(qiáng)度都稍有下降。為改進(jìn)添加OP-10改性效果不足之處,在此基礎(chǔ)上添加納米氧化鋁(Al2O3)、納米二氧化硅(SiO2)和納米二氧化鈦(TiO2),同樣采取相轉(zhuǎn)化法方法制備表面活性劑和納米金屬粒子共同改性PVDF膜。實(shí)驗(yàn)表明:三種納米金屬粒子的添加都不同程度的提高了改性膜的水通量;其中納米氧化鋁粒子的添加與OP-10共同改性的效果最好,PVDF8的純水通量增加至1410.96 L·m-2·h-1,接觸角降至53.14o,截留率提高至97.6%,機(jī)械拉伸強(qiáng)度20.5123N,斷裂伸長(zhǎng)率7.18%,有效的彌補(bǔ)了因添加表面活性劑OP-10所導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度和截留率的缺陷。為考察改性膜的抗污染能力,實(shí)驗(yàn)采用管式改性膜對(duì)油田含油污水進(jìn)行超濾,并對(duì)污染膜進(jìn)行清洗,結(jié)果表明:經(jīng)超濾膜處理的水中油類(lèi)含量均小于0.6mg/L,TOC(Total Organic Carbon)去除率均超過(guò)95%,COD(Chemical Oxygen Demand)和濁度的去除率均在90%以上,固體懸浮物含量小于0.5mg/L且固體顆粒的粒徑中值小于2μm。改性膜的出水指標(biāo)均高于未改性膜,并且出水的水質(zhì)達(dá)到了油田回注水標(biāo)準(zhǔn)。為考察污染膜經(jīng)清洗后的通量恢復(fù)情況,實(shí)驗(yàn)采取幾種不同類(lèi)型的化學(xué)藥劑對(duì)膜進(jìn)行清洗。實(shí)驗(yàn)表明:堿性藥劑對(duì)膜的清洗效果最好,膜的通量恢復(fù)最明顯,其中以含量為2%的十二烷基苯磺酸鈉溶液的清洗能力最優(yōu),PVDF8膜的通量恢復(fù)率達(dá)95.7%。表面活性劑OP-10和納米金屬粒子共同對(duì)PVDF膜改性效果明顯,大幅度提高了改性膜的親水性,提高了PVDF膜的抗污染能力。
【學(xué)位單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TQ051.893

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 楊海榮;黃聰;羅薇;楊秦霞;王麗麗;黃永炳;;納米TiO_2在污水處理中的應(yīng)用[J];湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

2 萬(wàn)安然;黃肖容;;疏水性有機(jī)膜的親水改性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代化工;2015年07期

本文編號(hào)：2818408