聚砜膜的制備及在印染廢水中的應(yīng)用.pdf

1、本文以聚砜(PSf)為膜材料、二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑、高分子聚乙二醇(PEG)為添加劑，純水為凝固液，通過不同含量的聚砜(15wt％、18wt％、20wt％)、不同分子量的聚乙二醇(400、600、800)和不同聚乙二醇含量得到不同制膜液組成，并由浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法制備不同制膜液組成的超濾膜。對不同組成和溫度條件下制膜液的粘度、膜的厚度和膜的力學(xué)性能等物理性能進(jìn)行了測試與研究。用自制超濾膜裝置測定了膜的純水通量和截留率，用掃描電境

2、觀察膜的表面形態(tài)和斷面結(jié)構(gòu)，研究了各影響因素對膜結(jié)構(gòu)性能的影響，從而得到本研究范圍內(nèi)最優(yōu)制膜工藝，并對相轉(zhuǎn)化成膜機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：隨著聚砜含量的增大，膜厚度、斷裂強(qiáng)度增大；膜的通量逐漸減少而截留率逐漸增大；膜表面結(jié)構(gòu)孔隙率減少，孔徑稍變小，而斷面結(jié)構(gòu)由指狀結(jié)構(gòu)向海綿狀過渡。不同分子量的聚乙二醇作為添加劑所成膜的性能結(jié)構(gòu)有所不同，同時(shí)聚乙二醇的含量也對膜的性能結(jié)構(gòu)有著重要影響，分子量和含量增大，膜的純水通量增大，但降低了膜的截留性

3、能；兩者對膜的結(jié)構(gòu)的影響作用類似，膜的表面孔徑和孔隙率都有增大，斷面結(jié)構(gòu)大孔指狀孔明顯減少，逐漸變?yōu)楹＞d狀孔。采用正交試驗(yàn)分析，得到本實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)最優(yōu)聚砜膜的制備條件：聚砜含量18％，聚乙二醇分子量600為添加劑且含量為10％。同時(shí)，凝固液溫度和壓力增加也使膜的通量提高。 為進(jìn)一步提高聚砜超濾膜的親水性能，提高其抗污染性，對實(shí)驗(yàn)制備的聚砜膜進(jìn)行了改性。在不影響膜本身性能的條件下，不加任何光敏劑，以450ml/L乙醇溶液為改性劑

4、，直接對膜表面進(jìn)行紫外光輻照，從而改變聚砜膜的表面結(jié)構(gòu)。主要考察了輻照時(shí)間對聚砜膜的性能結(jié)構(gòu)的影響，研究了膜輻照前后斷裂強(qiáng)度的變化，通過表面接觸角測定儀、紅外分析儀(FTIR)、掃描電境(SEM)、改性膜的純水通量和截留性能等方法來表征膜輻照前后的結(jié)構(gòu)性能變化。研究表明：聚砜膜斷裂強(qiáng)度經(jīng)輻照后強(qiáng)度變小；在乙醇溶液中紫外輻照后，開始純水通量提高而截留率降低，但降低幅度不大，時(shí)間增加到一定時(shí)通量又降低，截留率變化也不大；表面接觸角隨輻照時(shí)間

5、的增長而減小，表明改性后膜表面的親水性得到明顯改善；通過FTIR分析證實(shí)在聚砜膜表面產(chǎn)生了新的官能團(tuán)；SEM實(shí)驗(yàn)證實(shí)反應(yīng)只發(fā)生在聚砜膜的表面而非膜內(nèi)部。聚砜膜經(jīng)光化學(xué)改性取得了很好的效果。 經(jīng)過上述工藝制備的聚砜超濾膜，用于印染廢水的處理，以自配印染廢水和自制超濾裝置為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。考察了膜輻照前后的滲透通量，研究了在不同壓力下超濾膜去除廢水中的COD、濁度、色度的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：滲透通量隨運(yùn)行時(shí)間而逐漸變小，但經(jīng)改性的膜通量減

6、少幅度稍??；不同壓力下的滲透通量也不同，壓力增大膜的滲透通量也增大，通過運(yùn)行性能的比較，選擇0.04MPa為工作壓力；超濾膜對COD的去除率為62％以上，對濁度的去除率94％，對色度的去除率為84％以上。并建立了本裝置下聚砜超濾膜處理污水的凝膠層模型。超濾膜的凝膠化方程：△P/(u．Jw)=0.18063×1012V+11.0436×1012。 本研究為聚砜膜最終成膜工藝優(yōu)化和膜性能的改進(jìn)及提高提供參考依據(jù)，為聚砜膜在工業(yè)廢水中