蒸汽誘導法制備PVDF疏水膜及其在膜蒸餾中的應用研究.pdf

1、固體表面的潤濕性主要由材料的化學性質和表面粗糙度決定。本文采用蒸汽誘導相轉化法改善膜表面的粗糙度,進而提高膜表面的疏水性;通過膜蒸餾過程對蒸汽誘導法制備的PVDF疏水膜進行結果測定。
　　 首先,實驗討論了鑄膜液組成、凝膠條件的改變對膜面接觸角的影響。發(fā)現(xiàn)添加劑和非溶劑的加入,使得最大接觸角出現(xiàn)的時間縮短,但并未使接觸角得到提高。鑄膜液在不同濕度的空氣中成膜時有如下規(guī)律:當初生態(tài)膜在不同濕度下放置相同時間時,濕度越大接觸角越高;

2、相同濕度時,在空氣中停留時間越長接觸角越高。膜結構也隨在空氣中停留時間的不同而發(fā)生變化,掃描電鏡照片顯示,隨著在蒸汽中放置時間的延長,膜的上表面由比較平滑的無孔或少孔結構變?yōu)檩^為粗糙的多孔結構,當膜在蒸汽中放置時間大于2min時,膜表面形成了分散的微米級的球狀顆粒,該球狀顆粒上還有納米級的結構。其接觸角也高達145。左右。
　　 其次,為了理解蒸汽中成膜過程,實驗還討論了在不同濕度下成膜時膜質量隨時間的變化情況,并通過測定鑄膜液

3、粘度,繪制濁點相圖來研究聚偏氟乙烯(PVDF)在蒸汽中的成膜過程,初步探討了蒸汽中的成膜機理。實驗發(fā)現(xiàn)當在蒸汽中成膜時,膜質量的變化是先增加,后減少最后達到一個穩(wěn)定值,且當濕度較高時膜質量增加的比濕度低時多。在膜質量增長階段,當濕度較高時吸水速率較快,膜質量增加更多;而在溶劑揮發(fā)階段,濕度高時溶劑和水的揮發(fā)速率低,導致膜質量達到穩(wěn)定所需時間延長。當鑄膜液中含有TEOS時,在質量上升階段,隨著鑄膜液中TEOS含量的升高,吸水速率逐漸降低;

4、在膜質量下降階段初期,隨著TEOS含量的上升溶劑和水的揮發(fā)速率加快,但是在TEOS含量達16％時,膜質量下降的中期沒有表現(xiàn)出很好的規(guī)律性。此外,隨著鑄膜液中TEOS添加量的增加,鑄膜液的粘度逐漸降低;三元相圖顯示當鑄膜液中含有TEOS時,使用較少的凝膠劑就能使鑄膜液達到分相點,兩者的綜合作用使得PVDF膜的凝膠速率加快。
　　 膜蒸餾結果表明,隨著膜疏水性的增強,進料溫度的提高,膜蒸餾通量增加,最高可達7000g/m2·h。當鑄