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《聚偏氟乙烯多孔膜制備和改性研究進展.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第33卷第3期東北電力大學學報V0I.33.No.32013年6月JournalofNortheastDianliUniversityJun.,2013文章編號:1005—2992(2013)03—0059—05聚偏氟乙烯多孑L膜制備和改性研究進展張瑛潔,曹天靜,林茹,楊榕,袁明園,岳顯,張明旭2(1.東北電力大學化學工程學院,吉林吉林132012;2.遼寧華電鐵嶺發(fā)電有限公司化學分廠,ft.寧鐵嶺112000)摘要:聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜雖因其優(yōu)異性質(zhì)已用于社會生產(chǎn)的多個領(lǐng)域,但其性能仍不能滿足人們要求,因此,PVDF多孔膜的制備和改性一直是人們關(guān)注的焦點。總結(jié)了PVDF多孔膜的制備和
2、改性研究的主要進展,重點從溶劑的選擇、浸漬沉淀法、熱致相轉(zhuǎn)換法、表面改性和共混改性等方面進行了闡述,并指出PVDF多孔膜的親水性和強度等方面仍將是今后一段時期內(nèi)的研究重點,此外,PVDF多孔膜與催化劑相結(jié)合的催化膜也將成為水處理領(lǐng)域的新興研究熱點之一。關(guān)鍵詞:聚偏氟乙烯膜;制備;改性;進展中圖分類號:TQ028.8文獻標識碼:A膜分離技術(shù)是新興的科學技術(shù),膜分離過程已用于環(huán)境、電子、能源、化學等多個領(lǐng)域中。盡管各種膜過程其作用對象、要求和機理不盡相同,但與傳統(tǒng)分離方式相比,擁有過程簡單、常溫操作、一般無相變及節(jié)省資源能耗等共同特點,這與我國當前建設(shè)資源節(jié)約型社會的目標十分一致,所以更受到相關(guān)領(lǐng)
3、域研究人員的關(guān)注。作為膜材料的聚偏氟乙烯(PVDF)與其它商業(yè)聚合物材料相比具有很多優(yōu)點,聚合物的主鏈為一c—c一,周圍為H、F原子,使其具有非常均衡的性能,機械強度和堅韌度高、耐熱穩(wěn)定性好、易進行熔體加工、耐大多數(shù)化學品與溶劑、兼有剛性的和柔韌的形態(tài)、抗紫外線和核輻射性、耐候性、耐低溫,在多年的室外暴露和陽光直接照射下物理性能變化極小。正因為其性能如此優(yōu)異,PVDF膜被廣泛用于各種惡劣廢水¨處理及特殊要求的環(huán)境中。盡管現(xiàn)在有關(guān)用于膜蒸餾、膜反應器以及水處理中的PVDF多孔膜的制備與研究也已有顯著進展,然而,制備出滿足人們需求的高性能PVDF多孔膜仍具有很大挑戰(zhàn)性。目前多數(shù)研究致力于提高現(xiàn)有膜
4、的抗污染性、機械強度、親水性等。與傳統(tǒng)分離技術(shù)相比,膜分離技術(shù)減少總體管理費用,受到越來越多的關(guān)注。本文從溶劑的選擇、浸漬沉淀法、熱致相轉(zhuǎn)換法、表面改性和共混改性等方面總結(jié)了PVDF多孔膜的制備及改性的研究進展,并在此基礎(chǔ)上對PVDF多孔膜的改性研究進行了展望。1溶劑的選擇有機溶劑是影響膜性能的主要因素之一,選擇適當?shù)募斑m量的溶劑直接影響鑄膜液流變形態(tài),從而影響聚合物與溶劑以及聚合物與聚合物之間的反應與聚合,因此不同類型的有機溶劑應慎重選擇。收稿日期:2013—01—14基金項目:國家自然基金項目(50978067);十一五水專項(2008ZX07421—002,2009ZX07424—005
5、,2009ZX07424—0O6);吉林省科技支撐計劃資助項目(20116022);東北電力大學博士科研啟動基金(BSJXM一200904)作者簡介:張瑛潔(1969一),女,吉林省吉林市人,東北電力大學化學工程學院教授,博士,主要研究方向:高級氧化、膜分離與膜催化.東北電力大學學報第33卷PVDF均聚物只溶于少數(shù)幾個溶劑,已知常用并且能夠較好溶解PVDF的溶劑有N,N一二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)等,對于不同的膜組分,不同溶劑的成膜效果不同,其中使用最普遍的為DMAc。卞曉鍇等以相轉(zhuǎn)換法制備PVDF超濾膜時選用了
6、不同的溶劑,探討了各類溶劑對膜結(jié)構(gòu)和性能的影響,綜合考慮了成膜的熱力學和動力學過程。在鑄膜液為一定比例的PVDF/PEG400/溶劑時,所采用的四種溶劑制得的膜純水通量和水與溶劑相互擴散系數(shù)之間有良好的關(guān)聯(lián)性。通量順序為:DMSO>NMP>DMAc>DMF,由此可知,隨著水與溶劑相互擴散系數(shù)的增大,膜的純水通量會下降。Molinari等通過相轉(zhuǎn)換法制備CuO催化膜時,探索了不同溶劑(DMAc、DMF和NMP)對成膜效果的影響,通過掃描電子顯微鏡、接觸角測量和BET比表面積測試等手段對制得的膜進行表征,結(jié)果表明當添加CuO與PVDF共混制膜時,DMAc是成膜效果最好的溶劑。2PVDF多孔膜制備P
7、VDF多孔膜的制備方法多樣,包括:相轉(zhuǎn)換法、熔融拉伸法、燒結(jié)法、核徑跡蝕刻法等,其中相轉(zhuǎn)換法生產(chǎn)工藝靈活簡單、易工業(yè)化、成本低,所以是目前制備研究中使用最多的方法。相轉(zhuǎn)換法就是將制膜材料均勻溶解于溶劑后形成鑄膜液,在一定條件下進行相轉(zhuǎn)換,使鑄膜液由液態(tài)轉(zhuǎn)換為固態(tài)。相轉(zhuǎn)換法中使用最多的是浸漬沉淀法,其次為熱致相分離法。2.1浸漬沉淀法PVDF在一定溫度下與溶劑形成均勻鑄膜液,將鑄膜液浸入水、酮、醇等