液體溶解-凝聚法調(diào)控聚合物濾膜結(jié)構(gòu)及其水處理性能研究.pdf

1、膜法水處理技術(shù)以其適用范圍廣、分離效率高、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，在水環(huán)境污染日益嚴(yán)重，水質(zhì)安全需求越來(lái)越高的形勢(shì)下，發(fā)揮了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，受到了全世界的關(guān)注。膜的透水性和分離性能都會(huì)受到膜結(jié)構(gòu)的顯著影響，均勻的膜孔會(huì)增加水通量，實(shí)現(xiàn)不同粒徑物質(zhì)的分級(jí)截留。傳統(tǒng)的浸沒(méi)沉淀無(wú)法制備均孔膜；而其他如徑跡刻蝕法、嵌段共聚物自組裝等可實(shí)現(xiàn)膜孔徑均勻的方法，由于技術(shù)特殊、成本較高，并不適合水處理行業(yè)大規(guī)模的應(yīng)用，因此，開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)便、通用、可調(diào)控的均孔膜制

2、備方法在水處理應(yīng)用領(lǐng)域具有重大意義。
　　選擇揮發(fā)性強(qiáng)的二氯甲烷、二氧六環(huán)或丙酮作為溶劑，在溶劑中具有一定溶解度的丙二醇、二甘醇、丙三醇等非揮發(fā)性液體為添加劑，通過(guò)改變鑄膜液組成，在聚砜、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯膜表面得到了均勻蜂窩狀結(jié)構(gòu)，而對(duì)于醋酸纖維素膜，則可以得到蜂窩狀膜孔和納米級(jí)膜孔這兩種結(jié)構(gòu)，蜂窩狀孔徑為1~3μm，而納米級(jí)膜孔可在5~50nm范圍內(nèi)調(diào)控。這兩種結(jié)構(gòu)的形成均可由所提出的液體添加劑溶解-凝聚原理解釋——溶劑的快

3、速揮發(fā)使界面處聚合物和添加劑濃度增加，添加劑由初始鑄膜液中分散的小分子凝聚為聚合物的稀相核，在溶劑揮發(fā)完全，聚合物固化后，稀相核處則留下了排列規(guī)整、尺寸均一的孔結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)溶劑的快速揮發(fā)，旋涂法和真空法被選擇為制膜方法。
　　蜂窩狀結(jié)構(gòu)可較大幅度的提高材料表面的疏水性能，具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的聚砜、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯的接觸角分別增加了32°，28°和13°。納米級(jí)膜孔尺寸可通過(guò)改變聚合物濃度調(diào)控，對(duì)不同粒徑的顆粒實(shí)現(xiàn)較精密的分離，醋酸

4、纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％、7%、9%的納米級(jí)均孔醋酸纖維素膜分別對(duì)粒徑大于20nm、13.5nm、5nm的金顆粒有較高的去除率。
　　均孔膜較為致密，水通量相對(duì)較小，但兩類均孔膜對(duì)牛血清蛋白有一定的截留效果，最高可達(dá)到97.6%和84.8%。納米級(jí)均孔醋酸纖維素膜相對(duì)未改性的致密膜具有一定的抗污染能力。與傳統(tǒng)浸沒(méi)沉淀法制得的較致密聚砜膜相比，均孔膜對(duì)松花江原水中膠體、懸浮物和有機(jī)物有很好的凈化效果，濁度、TOC和UV254最低可達(dá)0.