鄰苯二酚自聚合法親水改性PTFE平板膜的研究.pdf

1、在污水純化技術(shù)中，膜分離技術(shù)因其簡(jiǎn)單有效、成本低廉等特點(diǎn)備受關(guān)注。聚四氟乙烯（PTFE）微孔膜材料因?yàn)榫哂泻线m的孔徑、高孔隙率、高機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)定性等性能，一直以來(lái)被認(rèn)為是處理重污染廢水的最有效膜材料之一。然而，PTFE膜材料的強(qiáng)疏水性能不僅使得PTFE膜在使用過(guò)程中容易被污染而且限制了其在污水純化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。因此，為了提高PTFE膜的抗污染能力，對(duì)其進(jìn)行親水化改性至關(guān)重要。
　　本文以鄰苯二酚(CA)自聚合反應(yīng)為基礎(chǔ)

2、，通過(guò)一步共沉積和二次修飾的方法在PTFE平板膜表面構(gòu)建親水涂層。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃面電子顯微鏡(FESEM)、衰減全反射傅里葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)等表征技術(shù)研究了PTFE改性膜的表面形貌和化學(xué)結(jié)構(gòu)。同時(shí)也考察了反應(yīng)單體濃度、反應(yīng)時(shí)間等條件對(duì)PTFE改性膜的性能影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)為了提高PTFE平板膜的親水性和抗污染性能，采用CA和聚乙烯亞胺(PEI)共沉積結(jié)合γ-縮水甘油醚氧丙

3、基三甲氧基硅烷(KH560)表面礦化的方法對(duì)PTFE平板膜進(jìn)行了改性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性PTFE平板膜表面仍然保持纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其纖維與節(jié)點(diǎn)上附著有大量固體顆粒，表面粗糙度增加，孔徑與孔隙率下降;改性PTFE平板膜表面出現(xiàn)親水基團(tuán)-OH和-NH2;隨著KH560單體濃度的增加，改性PTFE平板膜接觸角不斷下降，水通量先上升后下降;最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件為:CA濃度為1.2g/L，CA/PEI質(zhì)量比為4∶1，反應(yīng)時(shí)間為8h，KH560濃度2％。改性

4、PTFE平板膜的接觸角由137°降低為18°，水通量達(dá)到了9750L·m-2·h-1。對(duì)改性PTFE平板膜的油水分離測(cè)試結(jié)果表明，所得親水膜具有良好的抗油污染能力以及高達(dá)99％油截留率。對(duì)改性PTFE平板膜化學(xué)研究結(jié)果表明，所得KH560礦化膜表現(xiàn)出良好的耐強(qiáng)酸能力。
　　(2)本研究采用CA與不同種類硅烷偶聯(lián)劑共沉積的方法對(duì)PTFE平板膜進(jìn)行親水化改性。研究結(jié)果表明，通過(guò)CA與γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)或γ-

5、巰丙基三甲氧基硅烷(KH590)共沉積反應(yīng)所得的CA/KH560或CA/KH590共沉積改性PTFE平板膜表面仍然保持纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其纖維與節(jié)點(diǎn)上均勻的附著親水涂層;兩種改性PTFE平板膜表面均出現(xiàn)親水基團(tuán)-OH;隨著KH560或KH590單體濃度的增加，兩種改性PTFE平板膜的接觸角不斷下降，水通量先上升后下降;隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，兩種改性PTFE平板膜的接觸角不斷下降，水通量先上升后下降。最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件為:KH560和KH590的濃