【摘要】：PVDF具有良好的熱穩(wěn)定性、化學耐性及成膜特性,廣泛運用于科學研究和工業(yè)化過程,然而PVDF膜的應用面臨兩個主要問題,膜抗污染性能和膜可濕性差,親水改性是PVDF膜研究的一個重要方面。本文從三個方面進行研究,首先制備網(wǎng)絡狀結構PVDF膜,提高膜的機械性能;利用PEI-3000處理PVDF膜,引入胺基,為縮聚提供條件;再利用PEGDE與PEI的縮聚反應,形成新的截留層,提高膜的抗污染性能及孔徑精度。首先,研究PVDF海綿狀孔的成膜機制及膜的后處理條件。通過改變凝膠浴組分研究成膜條件;通過調控次氯酸鈉溶液pH、處理溫度、處理時間和濃度,研究后處理的最佳條件。測試孔徑大小及通量大小,并對膜進行SEM表征。結果表明凝膠浴組分是影響膜結構的重要因素,通過選用氯化鈣作凝膠浴、添加PVP可以消除PVDF膜中指狀孔,當凝膠浴氯化鈣含量為25%時,完全形成互通式網(wǎng)絡狀結構,膜的平均孔徑為0.1108±0.005μm。次氯酸鈉后處理可以實現(xiàn)對PVP選擇性去除,獲得更高的水通量,次氯酸鈉處理并不會破壞膜的結構。當處理時間為36h,溫度為25℃,次氯酸鈉濃度為5000ppm和pH=9條件下,膜可以獲得最高的水通量1325.43 L·m-2·h-1。其次,采用PEI對PVDF膜進行處理,研究處理液組分、聚乙烯亞胺分子量和聚乙烯亞胺含量對膜性能的影響。采用拉曼、SEM、EDS、XPS對改性前后的膜進行表征,測試膜的通量和孔徑大小。拉曼研究結果表明氫氧化鈉處理PVDF膜,發(fā)生脫氟化氫反應,可以得到含碳碳雙鍵的PVDF膜。從EDS和XPS測試結果可以得出,采用PEI-3000和氫氧化鈉處理同時發(fā)生脫氟化氫和邁克爾加成反應,將N引入PVDF膜,為下一章的進行提供條件。SEM電鏡及EDS表明改性前后膜表面及斷面結構沒有明顯變化,N在改性后成功引入PVDF膜中;XPS結果表明,經過氫氧化鈉單獨改性后,PVDF膜部分被氧化,O含量為7.94%;采用氫氧化鈉和聚乙烯亞胺改性后,膜的O含量上升到8.19%,而N含量從0%上升到5.45%,表明改性是有效的。最后,將引入胺基的PVDF膜浸入一定比例的聚乙二醇二縮水甘油醚(PEGDE)正己烷溶液中,胺基與PEGDE在PVDF膜上發(fā)生縮聚反應,形成新的截留層,PVDF膜表面引入親水基團,提高膜的親水性和抗污染性能。XPS和EDS結果表明改性膜的氧含量上升到13.45%,同時EDS Maping結果出現(xiàn)氧元素,也表明交聯(lián)反應已發(fā)生。膜的過氧化氫酶靜態(tài)吸附、動態(tài)吸附曲線和膜阻計算結果表明,膜的親水性能和抗污染性能得到顯著提高。接觸角從77.5°下降到54.5°,10min后接觸角僅為16.5°。當PEI含量大于4g以后,膜的水通量損失率小于40%,通量可恢復率大于90%。膜阻計算顯示,經過改性膜運行過程中自身阻力比重增大,污染層阻力減小,膜的抗污染性能得到較為顯著提高。
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X703

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 邵明;;改性膜的開發(fā)應用[J];中國氯堿通訊;1989年06期

2 周健兒,趙學國,馬光華,顧幸勇,江偉輝;改性膜的制備與性能研究[J];中國陶瓷工業(yè);2000年04期

3 邵明;改性膜的質量與檢測[J];中國氯堿;2000年06期

4 薛罡;邱恒;劉亞男;劉振鴻;;改性PES膜在MBR中膜阻力分析及膜污染機理研究[J];環(huán)境工程學報;2010年05期

5 楊志猛;用旋轉式烘爐燒結改性膜[J];氯堿工業(yè);1997年10期

6 ;大慶化工研究中心研發(fā)成功接枝苯乙烯改性膜及其制備方法[J];石油化工;2008年11期

7 李介夫;改性膜與小極距電槽試驗小結[J];中國氯堿;1997年01期

8 范曉丹,張襄楷,徐廷獻;兩種不同改性工藝制備γ-氧化鋁改性膜的研究[J];無機鹽工業(yè);2005年08期

9 王文生,樓巨陽;擴張陽極改性膜電槽技術應用[J];化工生產與技術;2004年04期

10 林振光;;聚全氟乙丙烯改性石棉隔膜降低槽壓作用的機制研究[J];化學工程與裝備;1985年01期

相關會議論文 前6條

1 李文娟;王湛;張靜;王秀艷;楊立穎;;氯醋改性膜的制備和性能研究[A];第四屆中國膜科學與技術報告會論文集[C];2010年

2 賈巧英;樂月琴;劉瑞軍;李海元;嚴海華;唐永興;姜中宏;;多孔氧化硅增透膜的改性研究[A];全國第三屆溶膠—凝膠科學技術學術會議論文摘要集[C];2004年

3 張佩琴;蔡邦肖;;溶劑改性聚酰胺膜的研究[A];第一屆全國化學工程與生物化工年會論文摘要集(上)[C];2004年

4 李曉;陸曉峰;段偉;劉光全;;PVDF超濾膜γ射線輻照改性研究[A];第二屆中國膜科學與技術報告會論文集[C];2005年

5 王煉;;降低生產消耗 提高企業(yè)競爭力[A];安徽節(jié)能減排博士科技論壇論文集[C];2007年

6 樊豐夷;于黔;蔣文勇;吳欣;趙素云;閔亞麗;藍天座;;紫外線輻照接枝技術構建抗凝改性血液凈化膜的實驗研究[A];中西醫(yī)結合學會腎病專業(yè)委員會2013年學術年會暨繼續(xù)教育學習班資料匯編[C];2013年

相關博士學位論文 前2條

1 李婷;改性除氧膜的制備及其除氧性能研究[D];武漢大學;2014年

2 黃小軍;聚丙烯腈膜分離材料的磷脂化改性[D];浙江大學;2006年

相關碩士學位論文 前10條

1 張磊;地膜用生物降解支化共聚酯的吹膜加工與改性[D];浙江大學;2015年

2 和樹立;OP-10改性PVDF超濾膜的制備及性能研究[D];東北石油大學;2015年

3 吳麗項;基于LbL自組裝法改性的反滲透復合膜的制備與性能研究[D];浙江工業(yè)大學;2015年

4 黃松;溶解性有機物在PVDF改性膜表面吸附行為解析[D];西安建筑科技大學;2016年

5 劉建業(yè);親水化改性超濾膜的制備與機理研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

6 李妍;新型三嵌段聚合物界面改性劑對PVDF膜的改性研究[D];蘇州科技大學;2016年

7 焦陽;膜吸收CO_2過程中PVDF膜性能衰減及其膜制備改進[D];沈陽工業(yè)大學;2017年

8 王林;PEI交聯(lián)與界面縮聚改性聚偏氟乙烯膜的研究[D];南昌航空大學;2017年

9 林瓊;魔芋葡甘聚糖改性膜及其在龍眼保鮮中的應用研究[D];福建農林大學;2008年

10 陳思力;魔芋葡甘聚糖/丙烯酰胺改性膜的研究及其在蘆柑保鮮中的應用[D];福建農林大學;2010年

，

本文編號：2538061