【摘要】：膜蒸餾作為一種以疏水膜為介質(zhì)的膜分離過程,在水處理領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛關(guān)注。膜蒸餾過程中分離膜的易潤(rùn)濕性和疏水穩(wěn)定性是影響膜蒸餾技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵,從而持久疏水、抗?jié)櫇衲さ难兄瞥蔀槟ふ麴s相關(guān)研究的熱點(diǎn)。本文采用表面涂覆法和溶膠凝膠法結(jié)合制備了超疏水PVDF中空纖維復(fù)合膜,并將其應(yīng)用到膜蒸餾過程中驗(yàn)證其抗?jié)櫇裥阅�。首先本文采用表面涂�?固化法,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、交聯(lián)劑甲基三乙氧基硅烷(MTES)和催化劑二月桂酸二丁基錫(DBTL)在膜表面的反應(yīng),制備了PVDF/PDMS疏水復(fù)合膜。探究了實(shí)驗(yàn)條件對(duì)膜性能的影響。通過這種方法,復(fù)合膜接觸角達(dá)到130°,顯著提升了膜的疏水性和膜蒸餾過程中的抗?jié)櫇衲芰?該膜在2h的表面活性劑溶液膜蒸餾實(shí)驗(yàn)中性能穩(wěn)定,而未改性膜在30 min內(nèi)即完全親水化。然后在PVDF/PDMS復(fù)合膜的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)一步的超疏水改性。通過溶膠-凝膠法制備納米SiO2溶膠并結(jié)合在PDMS層表面以改善粗糙度,為了復(fù)合層的機(jī)械穩(wěn)定性在膜表面再次涂覆了一層PDMS溶液。最終在膜表面成功構(gòu)建了PDMS-SiO2-PDMS“三明治”超疏水復(fù)合層。此復(fù)合膜接觸角達(dá)到152.5°。膜蒸餾通量為24.5 kg/(m2·h),膜蒸餾穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間達(dá)到原PVDF膜的20倍以上。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ051.893
【圖文】：

具有很多優(yōu)勢(shì)。膜蒸餾過程的理論截留率為１００％，且膜蒸餾過程在較溫和的溫逡逑度和壓力下即可進(jìn)行。逡逑膜蒸餾運(yùn)行原理如圖１－１所示，膜蒸餾運(yùn)行方式可以分為管程及殼程，且逡逑較其他膜分離技術(shù)而言，膜蒸餾能分離濃度更高的料液［１（）］。逡逑１逡逑

Ｆ邐ＣＨ３逡逑圖１－２邋Ｓｉ０２－ＰＤＭＳ－ＰＶＤＦ物理交聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖［４７］逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｓｉ0２－ＰＤＭＳ－ＰＶＤＦ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ逡逑（３）表面改性法：由于親水膜的發(fā)展歷史較長(zhǎng)，且制膜手段多樣，膜材料逡逑的選擇也較為廣泛，因此，對(duì)于親水微孔膜進(jìn)行表面疏水改性并將其應(yīng)用到膜蒸逡逑餾過程中也是目前被探究越來(lái)越多的一個(gè)手段［４８＃］。表面改性法一般可分為等離逡逑子體接枝法、化學(xué)接枝法和表面涂覆法。表面改性法對(duì)于膜材料本身的性能影響逡逑較小，方法簡(jiǎn)便有效，可構(gòu)建出較為理想的表面結(jié)構(gòu)，從而制備出的疏水膜接觸逡逑角往往比相轉(zhuǎn)化法制得的疏水膜更高［５Ｎ５４］。Ａｂｄｕｌｈａｍｅｅｄ１５５１等人制備出陶瓷中空逡逑纖維膜，然后用將中空纖維膜浸入到氟硅烷溶液中，利用羥基之間的結(jié)合對(duì)其進(jìn)逡逑行接枝改性，經(jīng)過改性，膜接觸角從０°增加到１４２°，將該膜用于二氧化碳吸收，逡逑Ｃ０２吸收通量高達(dá)０．１８ｍ0ｌ／（ｍ２邋ｓ）。Ｄａｓ［５６］等人對(duì)氧化鋁的陶瓷膜用氟硅烷進(jìn)行逡逑接枝改性，陶瓷膜金屬氧化物表面的羥基（－０Ｈ）與聚合物溶液反應(yīng)形成穩(wěn)定的逡逑共價(jià)鍵。最終接觸角達(dá)到１４５°，氣隙膜蒸餾通量最大為９８．６６邋Ｌ／ｍ２／天，截留率率逡逑為９９．９６％。改性原理如下圖所示。逡逑７逡逑

邐天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑到該溶液中，再通過氟代烷基硅烷偶聯(lián)劑的接枝處理，在預(yù)涂覆的ＰＶＤＦ膜上進(jìn)逡逑行超疏水改性。改性原理如下圖所示。膜表面接觸角的最大值可達(dá)１６１．５°。在直逡逑接接觸膜蒸餾的長(zhǎng)期運(yùn)行中，改性膜的通量幾乎沒有降低，截留率高于９９．９９％，逡逑而原始膜的滲透電導(dǎo)率急劇增加，滲透通量逐漸降低。改性膜具有優(yōu)異的防污性逡逑能，但是實(shí)驗(yàn)涉及有毒的含氟物質(zhì)。逡逑

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本文編號(hào)：2784901