气泡成孔法在以无纺布为支撑层的膜制备过程中的应用

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平板膜强度的提高可以通过以无纺布作为支撑底层的方法来实现。本论文以亲水性VC-co-VAc-OH为制膜材料,无纺布为支撑层,DMF为溶剂,采用L-S相转化制膜方法,研究了铸膜液组成、制膜条件及无纺布预处理条件等因素对成膜性能的影响并优化了制膜条件。在此基础上,采用化学气泡成孔法进一步改善了膜的孔径分布。具体来说,本文的工作主要包括以下几个方面:  首先,通过单因素和正交实验两种方法分别考查了铸膜液组分和制膜条件等因素的变化对膜性能的影响,并对制膜条件进行了优化。实验结果表明:(1)当聚合物浓度为16wt%、添加剂PEG2000含量为4wt%、制膜温度20℃、相对湿度40%、挥发时间30 s、凝胶时间30 min、凝胶浴温度20℃、无纺布浸泡时间0.5 h及无纺布上溶剂的挥发时间为2 min时,可制得性能较好的VC-co-VAc-OH膜;(2)将化学气泡成孔法引入膜制备过程,即通过凝胶浴中的Na2CO3或NaHCO3与铸膜液中的冰醋酸反应生成的CO2气泡实现对膜孔径的调节,在维持截留率变化不大的情况下,大大提高膜通量。  其次,通过调节无纺布预处理条件以及引入气泡成孔法,以达到保证良好截留性能的前提下,不断提高VC-co-VAC-OH膜的通量。实验结果表明:(1)浸泡溶剂类型对膜性能的影响较小,但不同无纺布结构的差异,会使得其类型对膜通量及其形态产生很大影响:(2)随无纺布浸泡时间的增长,纯水通量和BSA截留率均呈现先增大后减小最后趋于平缓的趋势,过长的浸泡时间,会使无纺布表面现褶皱变形;(3)随溶剂挥发时间的增加,环境温度的降低及相对湿度的增加,均使无纺布上溶剂残余量减少,对铸膜液的稀释程度降低,导致膜的纯水通量降低、截留率升高;(4)在优化无纺布预处理条件的基础上,引入化学气泡成孔法后,膜的通量有很大程度的提高,说明化学气泡成孔法制膜方法同样适用于以无纺布为支撑层的膜制备过程。  最后,制得的VC-co-VAc-OH微滤膜还被用来处理油田废水,其过滤性能和清洗结果优于同等孔径大小的PES、PAN和PVDF商品微滤膜,并且具有较好的抗污染性,从而为油水分离提供了一种新型膜材料。
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