内表面负载银粒子中空纤维PSF超滤膜的研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinxinzhang2
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目前,超滤现已广泛应用于医药、水处理、化工等行业,如何提高超滤膜的抗污染性能已成为研究热点之一。本文以AgNO3为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,还原制备了银粒子;以银粒子溶液为芯液,采用非溶剂致相分离(NIPS)法制备了中空纤维聚砜(PSF)超滤膜。膜参数主要通过膜的渗透通量、孔径分布、扫描电镜(SEM)、机械性能、接触角、纯水通量衰减以及腐殖酸溶液通量衰减等方法表征。具体结果如下:  首先,通过扫描电镜表征了PSF膜内表面负载银粒子的情况,利用能谱分析确定其为Ag粒子,并考察了芯液中DMF含量以及铸膜液中添加剂Tween-80这两者对于PSF-Ag中空纤维超滤膜内表面、断面结构、渗透性能与机械性能的影响。结果表明,随着DMF含量的增加,膜的通量与平均有效孔径增大,机械强度减小。当芯液为中DMF含量为10%时,膜的各项性能综合最优,其平均有效孔径为44.62nm,断裂强度为3.36±0.16MPa,断裂伸长率为32.55±1.2%,内表面负载大量Ag粒子,断面结构也呈均匀的海绵状。当Tween-80添加至铸膜液中时,膜通量略微增加,但孑孔径变大,机械性能较差。  其次,通过改变芯液反应过程中的条件,讨论了AgNO3含量、芯液反应温度、PVP含量、PVP分子量以及添加剂PVA浓度等因素对于PSF-Ag超滤膜结构与性能的影响。结果表明,银粒了的添加显著改善了中空纤维PSF超滤膜的通量、亲水性以及抗有机污染性能。当AgNO3在芯液中含量为0.4%、反应温度为50℃、PVP含量为0.6%、不添加PVA、PVP种类为K-90(分子量约1300000)时,制备的PSF-Ag膜可有效阻止有机污染物的吸附与沉积,通量衰减速率最低。  最后,以腐殖酸为污染物,通过比较不同运行时间下中空纤维超滤膜内表面污染的扫描电镜图片,证实PSF-Ag超滤膜对于有机污染物的吸附与沉积大幅减少,表现出显著的抗污染效果。
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