【摘 要】
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膜蒸馏是用于分离水溶液的技术手段,在膜两侧水蒸汽压差的推动作用下,热侧膜表面产生的水蒸汽透过微孔膜到达冷侧并被冷凝收集,从而实现分离目的。膜蒸馏用膜研究的热点之一
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膜蒸馏是用于分离水溶液的技术手段,在膜两侧水蒸汽压差的推动作用下,热侧膜表面产生的水蒸汽透过微孔膜到达冷侧并被冷凝收集,从而实现分离目的。膜蒸馏用膜研究的热点之一是提高膜的疏水性能以提高膜的抗无机污染能力。但是在膜蒸馏的实际应用过程中,多数被处理的料液不仅含有无机盐,而且含有有机物,在膜表面形成复合污染,因此提高膜的综合抗污染能力(抗无机污染和有机污染能力)是膜蒸馏膜研究的重要方向之一。本研究探索性地制备出了亲水-超疏水复合改性膜,以期获得优良的抗复合污染性能。首先,通过浸没沉淀法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)平板膜。在铸膜液中二甲基甲酰胺(DMF)/N-甲基吡咯烷酮(NMP)为3:1的条件下,制备出了平均孔径为0.364μm、孔隙率为67.54%、接触角为112.94°的PVDF平板膜。其次,利用溶液相转移法对上述制备的PVDF平板膜进行了超疏水改性。当聚乙二醇(PG)的质量浓度为39%、PVDF的质量浓度为2%、涂覆液温度为50°C、蒸发时间为10s、凝固浴温度为60°C时,PVDF平板膜的接触角达到了154.8°。通过对改性后的PVDF超疏水膜进行直接接触式膜蒸馏实验发现,该膜具有优良的抗润湿性能和抗无机污染性能,并具有一定的抗有机污染性能。然后,在上述研究的基础上通过均相沉淀法对PVDF超疏水平板膜进行表面亲水化改性实验,优化出了PVDF亲水-超疏水膜的最佳改性条件,并对该复合膜的抗污染性能进行了研究。结果表明,改性液中纳米二氧化钛的质量浓度为43.6mg/L时被改性的膜具有最优性能;亲水-超疏水复合膜不仅具有优良的抗润湿性能和抗无机污染性能,而且其抗复合污染性能尤其是抗有机污染性能得到明显提升。本研究成果为进一步构建高性能膜蒸馏抗污染膜指出了一个可行的技术方向。
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