雙親性納米Ti02復(fù)合粒子改性聚偏氟乙烯超濾膜的研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)以優(yōu)良的性能成為主要制備超濾膜的優(yōu)選材料,但PVDF膜存在疏水性強(qiáng)和易被壓實(shí)等缺點(diǎn),限制了其在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。本課題從分子設(shè)計(jì)的原理出發(fā),設(shè)計(jì)并合成了可以同時(shí)提高PVDF超濾膜親水性和壓密性的雙親性納米TiO2復(fù)合粒子,將其加入 PVDF鑄膜液中,制備出水通量高、親水性好、抗壓實(shí)的PVDF超濾膜。
　　根據(jù)分子設(shè)計(jì)原理,設(shè)計(jì)并合成了雙親性聚丙烯酸(PAA)-g-硅烷偶聯(lián)劑KH570-g-納米TiO2復(fù)合粒子

2、,并對合成工藝進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:硅烷偶聯(lián)劑KH570的用量為10wt.％時(shí),偶聯(lián)劑接枝率最高,達(dá)到7.62%,納米TiO2分散性得到顯著提高;當(dāng)引發(fā)劑用量為0.2%,單體用量為10g,聚合溫度為75℃,聚合時(shí)間為3h時(shí),聚合物的接枝率最高,達(dá)到61.3%。
　　PVDF成膜工藝會對膜結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響,通過實(shí)驗(yàn)確定了PVDF濃度為16wt.%、添加劑為4wt.%PVP、溶劑為DMAc、凝膠浴為10%無水乙醇、溫度為20℃時(shí)

3、制備的膜性能較佳。加入雙親性納米 TiO2復(fù)合粒子后,改性膜的水通量從純膜的80.8L/(m2h)上升到223.3L/(m2h),水接觸角從85.6°下降到47.1°,壓密系數(shù)從-0.50上升到-0.04,膜的水通量、親水性、壓密性均得到了顯著提高。
　　采用浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法制備PVDF超濾膜,當(dāng)鑄膜液體系組成變化從臨界點(diǎn)上方的組成進(jìn)入亞穩(wěn)分相區(qū)時(shí),體系將發(fā)生貧相成核的液-液分相,反之,體系將發(fā)生富相成核的液-液分相。本論文提出了