EVOH和EVOH/PVDF改性膜的制備及抗污染性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-25 13:06
隨著人口的增加,工業(yè)化進(jìn)程的加速,水污染情況越來(lái)越嚴(yán)重,常采用膜分離技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行處理,但膜分離技術(shù)在水處理中的膜孔堵塞及膜表面形成泥餅層等膜污染問(wèn)題成為制約膜分離技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。研究者通過(guò)對(duì)膜進(jìn)行親水改性的手段來(lái)延緩膜污染問(wèn)題,但該方法經(jīng)常發(fā)生鏈段不穩(wěn)定、基團(tuán)脫落等問(wèn)題使得膜失去功能性。因此本研究采用親水性材料共混改性制備膜元件,在保證機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)考察抗污染性能。乙烯乙烯醇(EVOH)同時(shí)具有親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)得到廣泛應(yīng)用,本研究采用浸沒(méi)相轉(zhuǎn)換法制備親水性EVOH膜,通過(guò)單因素試驗(yàn)考察影響膜的分離性能和機(jī)械性能的主要因素。最終確定了制備親水性EVOH膜的最優(yōu)工況為EVOH濃度為20%,磁力攪拌時(shí)間為8h,鑄膜液溫度為60℃,凝固浴溫度為室溫(15℃20℃)。通過(guò)對(duì)膜進(jìn)行掃描電鏡表面形貌、XRD、水接觸角及最大孔徑的檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果顯示EVOH膜的具備高親水性能。EVOH親水膜機(jī)械性能較差,機(jī)械強(qiáng)度為80N,斷裂伸長(zhǎng)率為15.47%,故對(duì)膜進(jìn)行PVDF共混改性以提高其機(jī)械強(qiáng)度。通過(guò)單因素試驗(yàn),考察制膜過(guò)程中影響膜的分離性能和機(jī)械性能的主要因素。最終確...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
浸沒(méi)相轉(zhuǎn)換法制膜工藝示意圖
圖 3.1 不同 EVOH 濃度對(duì)膜分離性能的影響 3.1 中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以得出:隨著 EVOH 濃度的增高,膜的通量 585L/(m2·h)增大到 720L/(m2·h)再降低到 215L/(m2·h),并在 EVOH 濃大。因?yàn)?EVOH 濃度高于 5%以后膜的成膜性能較好,隨著 EVOH 濃水性基團(tuán)不斷增高,膜的親水性能也不斷增高,因此膜通量不斷增度高于 15%以后,膜通量逐漸下降,當(dāng)濃度為 30%時(shí),膜通量下降到 2 EVOH 濃度較大時(shí),會(huì)導(dǎo)致鑄膜液的粘度變大,凝固浴中相分離時(shí)分物分子間作用力增大,所得膜的表面孔狀結(jié)構(gòu)減少,膜表面更致密,導(dǎo)致膜的通量降低。為保證膜為薄膜,且減少刮膜過(guò)程中對(duì)表面損傷過(guò)程中的刮膜速度,控制在 0.6m/min 左右為宜。EVOH 膜的孔隙率隨高而減少,從 55%降低到 19%,截留率從 58%升高到 98%。這是因換成膜時(shí),DMSO 與水之間的轉(zhuǎn)換速度快,而隨著 EVOH 濃度增高 分子轉(zhuǎn)換速度比外側(cè)慢,這就會(huì)使所成膜形成的表面致密層厚度增加大,膜孔變少。因此,但從 EVOH 濃度對(duì)膜分離效能影響的角度考
圖 3.2 不同 EVOH 濃度對(duì)膜機(jī)械性能的影響 3.2 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以得出:隨著 EVOH 的濃度的不斷增大,大再減小,在 EVOH 濃度為 20%時(shí)機(jī)械強(qiáng)度最高,為 104N。分析得,隨高,EVOH 聚合物含量增大,分子間作用力增強(qiáng),膜的均勻度也不斷能增強(qiáng)。但當(dāng) EVOH 濃度大于 20%時(shí)膜的機(jī)械強(qiáng)度降低,EVOH 濃機(jī)械強(qiáng)度下降到 79N。這主要是因?yàn),EVOH 的濃度過(guò)高,鑄膜液粘OH 膜對(duì)聚酯無(wú)紡布的軟化作用增強(qiáng),使膜的機(jī)械性能下降。并且 E,所得膜厚度增加,在聚酯無(wú)紡布表面會(huì)形成致密層,致密層的機(jī)械分子間作用力,而與無(wú)紡布之間的作用力降低,沒(méi)有了無(wú)紡布的支撐過(guò)圖 3.2 的數(shù)據(jù)還可得出,膜的斷裂伸長(zhǎng)率隨 EVOH 的濃度的增大而增大到 9.38%,。這主要是因?yàn)椋苽淠r(shí)鑄膜液的溫度為 80℃,溫OH 鑄膜液對(duì)聚酯無(wú)紡布有一定的軟化作用,而無(wú)紡布為塑性材料,在強(qiáng),所以膜的斷裂伸長(zhǎng)率不斷增高?紤],EVOH 濃度對(duì)所得親水性膜的分離性能和機(jī)械性能有較大的影
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]膜法污水回用過(guò)程中的膜污染防治技術(shù)研究[J]. 張新妙. 工業(yè)水處理. 2015(06)
[2]PVDF/EVOH共混膜制備及其抗污染特性的分析[J]. 蔡巧云,王磊,苗瑞,王旭東,呂永濤. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[3]城市飲水凈化超濾水廠設(shè)計(jì)若干新思路[J]. 李圭白,瞿芳術(shù). 給水排水. 2015(01)
[4]膜組合工藝在生活污水深度處理中的應(yīng)用研究[J]. 范恩思,張永麗,王帥. 中國(guó)給水排水. 2014(03)
[5]預(yù)處理對(duì)超濾膜產(chǎn)生不可逆吸附污染的影響[J]. 孟聰,李圭白,呂謀. 青島理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]膜生物反應(yīng)器處理工業(yè)廢水中膜污染及膜過(guò)濾特性研究[J]. 范舉紅,余素林,張培帥,蘭亞瓊,劉銳,陳呂軍. 環(huán)境科學(xué). 2013(03)
[7]MBR膜污染的形成及其影響因素研究進(jìn)展[J]. 韓永萍,肖燕,宋蕾,王曉琳. 膜科學(xué)與技術(shù). 2013(01)
[8]A/A/O+MBR組合工藝處理豆制品廢水的研究[J]. 王蘇南,黃評(píng),劉鋒. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(03)
[9]我國(guó)水資源污染問(wèn)題及解決辦法[J]. 宋飛,魏璟賢. 中國(guó)水運(yùn)(下半月). 2012(01)
[10]受污染PVDF超濾膜清洗方法研究[J]. 安東子,楊艷玲,李星,劉永旺,程振杰. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(06)
博士論文
[1]膜生物反應(yīng)器工藝中膜污染因素及控制研究[D]. 許穎.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
[2]改性碳納米管/聚偏氟乙烯納米復(fù)合膜的制備、表征及性能研究[D]. 趙小宇.東北師范大學(xué) 2012
[3]納米無(wú)機(jī)摻雜改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備及其性能研究[D]. 廖嬋娟.武漢大學(xué) 2011
[4]聚偏氟乙烯與納米二氧化鈦復(fù)合超濾膜的研制[D]. 曹曉春.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]乙烯—乙烯醇共聚物的官能化改性及其膜材料性能研究[D]. 林澤昊.北京化工大學(xué) 2016
[2]超疏水和超親水膜的制備及其在膜蒸餾中的污染與親水化研究[D]. 路雪梅.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[3]聚偏氟乙烯/二氧化鈦原位雜化超濾膜的制備及效能研究[D]. 鐘翔燕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]混凝強(qiáng)化MBR除磷及減緩膜污染研究[D]. 巢真.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[5]PVDF/EVOH和PET/EVOH超濾膜制備及其抗污染性能的研究[D]. 蔡巧云.西安建筑科技大學(xué) 2014
[6]熱致相分離法制備PVDF膜的研究[D]. 盧季.寧波大學(xué) 2013
[7]正滲透膜生物反應(yīng)器膜污染行為研究[D]. 馬艷杰.大連理工大學(xué) 2012
[8]嵌段聚醚改性聚(乙烯—乙烯醇)膜的制備及其油水分離性能研究[D]. 梁樂(lè)楠.江南大學(xué) 2012
[9]聚氯乙烯超濾膜親水性改性及水過(guò)濾性能研究[D]. 謝榮華.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[10]聚醚砜(PES)/醋酸纖維素(CA)共混膜的制備及其在MBR中抗污染性能的研究[D]. 趙靜.東華大學(xué) 2009
本文編號(hào):3099733
【文章來(lái)源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
浸沒(méi)相轉(zhuǎn)換法制膜工藝示意圖
圖 3.1 不同 EVOH 濃度對(duì)膜分離性能的影響 3.1 中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以得出:隨著 EVOH 濃度的增高,膜的通量 585L/(m2·h)增大到 720L/(m2·h)再降低到 215L/(m2·h),并在 EVOH 濃大。因?yàn)?EVOH 濃度高于 5%以后膜的成膜性能較好,隨著 EVOH 濃水性基團(tuán)不斷增高,膜的親水性能也不斷增高,因此膜通量不斷增度高于 15%以后,膜通量逐漸下降,當(dāng)濃度為 30%時(shí),膜通量下降到 2 EVOH 濃度較大時(shí),會(huì)導(dǎo)致鑄膜液的粘度變大,凝固浴中相分離時(shí)分物分子間作用力增大,所得膜的表面孔狀結(jié)構(gòu)減少,膜表面更致密,導(dǎo)致膜的通量降低。為保證膜為薄膜,且減少刮膜過(guò)程中對(duì)表面損傷過(guò)程中的刮膜速度,控制在 0.6m/min 左右為宜。EVOH 膜的孔隙率隨高而減少,從 55%降低到 19%,截留率從 58%升高到 98%。這是因換成膜時(shí),DMSO 與水之間的轉(zhuǎn)換速度快,而隨著 EVOH 濃度增高 分子轉(zhuǎn)換速度比外側(cè)慢,這就會(huì)使所成膜形成的表面致密層厚度增加大,膜孔變少。因此,但從 EVOH 濃度對(duì)膜分離效能影響的角度考
圖 3.2 不同 EVOH 濃度對(duì)膜機(jī)械性能的影響 3.2 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以得出:隨著 EVOH 的濃度的不斷增大,大再減小,在 EVOH 濃度為 20%時(shí)機(jī)械強(qiáng)度最高,為 104N。分析得,隨高,EVOH 聚合物含量增大,分子間作用力增強(qiáng),膜的均勻度也不斷能增強(qiáng)。但當(dāng) EVOH 濃度大于 20%時(shí)膜的機(jī)械強(qiáng)度降低,EVOH 濃機(jī)械強(qiáng)度下降到 79N。這主要是因?yàn),EVOH 的濃度過(guò)高,鑄膜液粘OH 膜對(duì)聚酯無(wú)紡布的軟化作用增強(qiáng),使膜的機(jī)械性能下降。并且 E,所得膜厚度增加,在聚酯無(wú)紡布表面會(huì)形成致密層,致密層的機(jī)械分子間作用力,而與無(wú)紡布之間的作用力降低,沒(méi)有了無(wú)紡布的支撐過(guò)圖 3.2 的數(shù)據(jù)還可得出,膜的斷裂伸長(zhǎng)率隨 EVOH 的濃度的增大而增大到 9.38%,。這主要是因?yàn)椋苽淠r(shí)鑄膜液的溫度為 80℃,溫OH 鑄膜液對(duì)聚酯無(wú)紡布有一定的軟化作用,而無(wú)紡布為塑性材料,在強(qiáng),所以膜的斷裂伸長(zhǎng)率不斷增高?紤],EVOH 濃度對(duì)所得親水性膜的分離性能和機(jī)械性能有較大的影
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]膜法污水回用過(guò)程中的膜污染防治技術(shù)研究[J]. 張新妙. 工業(yè)水處理. 2015(06)
[2]PVDF/EVOH共混膜制備及其抗污染特性的分析[J]. 蔡巧云,王磊,苗瑞,王旭東,呂永濤. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[3]城市飲水凈化超濾水廠設(shè)計(jì)若干新思路[J]. 李圭白,瞿芳術(shù). 給水排水. 2015(01)
[4]膜組合工藝在生活污水深度處理中的應(yīng)用研究[J]. 范恩思,張永麗,王帥. 中國(guó)給水排水. 2014(03)
[5]預(yù)處理對(duì)超濾膜產(chǎn)生不可逆吸附污染的影響[J]. 孟聰,李圭白,呂謀. 青島理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]膜生物反應(yīng)器處理工業(yè)廢水中膜污染及膜過(guò)濾特性研究[J]. 范舉紅,余素林,張培帥,蘭亞瓊,劉銳,陳呂軍. 環(huán)境科學(xué). 2013(03)
[7]MBR膜污染的形成及其影響因素研究進(jìn)展[J]. 韓永萍,肖燕,宋蕾,王曉琳. 膜科學(xué)與技術(shù). 2013(01)
[8]A/A/O+MBR組合工藝處理豆制品廢水的研究[J]. 王蘇南,黃評(píng),劉鋒. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(03)
[9]我國(guó)水資源污染問(wèn)題及解決辦法[J]. 宋飛,魏璟賢. 中國(guó)水運(yùn)(下半月). 2012(01)
[10]受污染PVDF超濾膜清洗方法研究[J]. 安東子,楊艷玲,李星,劉永旺,程振杰. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(06)
博士論文
[1]膜生物反應(yīng)器工藝中膜污染因素及控制研究[D]. 許穎.中國(guó)海洋大學(xué) 2013
[2]改性碳納米管/聚偏氟乙烯納米復(fù)合膜的制備、表征及性能研究[D]. 趙小宇.東北師范大學(xué) 2012
[3]納米無(wú)機(jī)摻雜改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備及其性能研究[D]. 廖嬋娟.武漢大學(xué) 2011
[4]聚偏氟乙烯與納米二氧化鈦復(fù)合超濾膜的研制[D]. 曹曉春.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]乙烯—乙烯醇共聚物的官能化改性及其膜材料性能研究[D]. 林澤昊.北京化工大學(xué) 2016
[2]超疏水和超親水膜的制備及其在膜蒸餾中的污染與親水化研究[D]. 路雪梅.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[3]聚偏氟乙烯/二氧化鈦原位雜化超濾膜的制備及效能研究[D]. 鐘翔燕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]混凝強(qiáng)化MBR除磷及減緩膜污染研究[D]. 巢真.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[5]PVDF/EVOH和PET/EVOH超濾膜制備及其抗污染性能的研究[D]. 蔡巧云.西安建筑科技大學(xué) 2014
[6]熱致相分離法制備PVDF膜的研究[D]. 盧季.寧波大學(xué) 2013
[7]正滲透膜生物反應(yīng)器膜污染行為研究[D]. 馬艷杰.大連理工大學(xué) 2012
[8]嵌段聚醚改性聚(乙烯—乙烯醇)膜的制備及其油水分離性能研究[D]. 梁樂(lè)楠.江南大學(xué) 2012
[9]聚氯乙烯超濾膜親水性改性及水過(guò)濾性能研究[D]. 謝榮華.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[10]聚醚砜(PES)/醋酸纖維素(CA)共混膜的制備及其在MBR中抗污染性能的研究[D]. 趙靜.東華大學(xué) 2009
本文編號(hào):3099733
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