膜科学课程论文-聚偏氟乙烯膜的亲水化改性研究_及其在水处理中的应用

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1、聚偏氟乙烯膜的亲水化改性研究及其在水处理中的应用摘要：强疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水化改性是当前分离膜研究的热点之一。本文概述了PVDF膜的基本特点，从膜基体亲水改性和膜表面亲水改性两个角度出发，综述了目前对疏水性聚偏氟乙烯膜的亲水化改性方法，其次介绍了PVDF膜在水处理应用中的进展，最后分析了PVDF膜今后发展的方向。关键词：聚偏氟乙烯膜；亲水化改性；水处理StudyonHydrophilicModificationofPolyvinylideneFluorideMembraneandItsApplicationinWaterTrea

2、tment(SchoolofEnvironmentalandBiologicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology210094Nanjing)AbstractHydrophilicmodificationofpolyvinylidenefluoridemembranesisoneofthehotspotsinmembranescience．ThispapersummarizesthebasiccharacteristicsofPVDFmembrane，Fromthehydrop

3、hilicmodificationofmembranematrixandtheperspectiveofhydrophilicmodificationofmembranesurface,Reviewofthecurrentofhydrophobicpolyvinylidenefluoridemembranehydrophilizationmodifiedmethod,SecondlythispaperintroducestheapplicationofPVDFmembraneinwatertreatment,finallyanalyzesthe

4、futuredevelopmentdirectionofPVDFmembrane.KeywordsPolyvinylidenefluoride;Hydrophilicmodification;WatertreatmentContentsIntroduction1Hydrophilicmodificationofpolyvinylidenefluoridemembranes2ApplicationofPVDFmembraneinWaterTreatment3Conclusion引言随着工农业生产的飞速发展，污水的排放量日益增加。污水对国民经济和人

5、体健康的影响，已是人类面临的严重问题。世界水文专家协会主席米歇尔·奈特1996年在第30届国际地质大会上宣布：“全世界每天至少有5万人死于由水污染引起的各种疾病。发展中国家每年有2500多万人死于不洁净的水。”[1]环境污染已受到许多国家的高度重视。用膜分离技术进行废水处理，已备受关注。膜分离技术是一项新兴的高效分离技术，已广泛应用于化工、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药等领域，被认为是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一[2]。膜分离技术依据其膜孔孔径可分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等，根据其膜材料

6、可分为聚醚砜(PES)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)和一些改性材料膜等，同时值得关注的还有膜技术和生物处理联合处理技术—膜生物反应器(MBR)。聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的结晶性含氟聚合物，分子结构为-[CH2-CF2]n-，玻璃化温度-39℃,，脆化温度-62℃以下，结晶熔点约170℃，热分解温度大于316℃；其机械强度较高，具有自熄性、优异的刚性、硬度、抗蠕变、耐磨耗以及耐切割等性能；化学稳定性好，能耐氧化剂、酸、碱、盐类、卤素、芳烃、脂肪及氯代溶剂的腐蚀和溶胀；兼有优异的抗紫外线、γ射线和耐老化的性能，其薄膜长期置

7、于室外不变脆、不龟裂。PVDF最突出的特点是具有极强的疏水性，可使它成为膜蒸馏和膜吸收等分离过程的理想材料[3]。但是聚偏氟乙烯膜的表面能极低，为非极性，膜的表面与水无氢键作用，因此具有强疏水性。强疏水性将会导致两个问题：一是在膜分离过程中需要较大的驱动力。有实验表明，由于水表面张力的作用，平均孔径为0.2μm的PVDF微滤膜，在0.1MPa压差下的水通量为0[4]。二是比较容易产生吸附污染。疏水性物质，如蛋白质、胶体粒子等，可能会将膜孔堵塞，引起膜污染，使膜的使用寿命缩短，从而制约了聚偏氟乙烯膜在水相分离体系中的应用。所以对PVDF膜进行亲水

8、化改性具有重要的实际意义。1聚偏氟乙烯膜的亲水化改性对PVDF膜进行亲水化改性主要分为两类：一是对制膜前的基体材料进行改性，包括共混改性和共聚改性。此