含氟高分子微孔膜的制备及膜蒸馏应用研究

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1、分类号：___T__Q__0_2_8___密级：______公__开______ＵＤＣ：_____620____单位代码：____1__1_6__4_6____硕士专业学位论文论文题目：含氟高分子微孔膜的制备及膜蒸馏应用研究1511086367学号：_________________________姓名：_______刘__雁__飞______________材料工程专业名称：_________________________学院：_材__料__科__学__与__化__学__工__程___学__院___指导教师：____肖__通___虎__、__副__教__授________合作教师

2、：____胡__长__庆__、__副__研__究__员_______论文提交日期：2018年06月25日AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreePreparationofFluoropolymerMicroporousMembraneandtheApplicationsinMembraneDistillationCandidate：Yan-FeiLiuSupervisors：Tong-HuXiaoChang-QingHuFacultyofMaterialsScienceandChemicalEngineeringNi

3、ngboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINADate:June25,2018独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研宄成果，也不包含为获得宁波大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。签名：妇應＞日期：滅ｄ关于论文使用授权的声明本人完全了解宁波大学有关保留

4、、使用学位论文的规定，即：学校有权，允许论文被查阅和借阅保留送交论文的复印件；学校可以公布论文的全部、或部分内容，可以采用影印缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：刘１各导师签名：日期：少／“彳宁波大学硕士专业学位论文含氟高分子微孔膜的制备及膜蒸馏应用研究摘要膜蒸馏是一种新型蒸汽热驱动分离的新兴技术，其商业化发展却受到了相关膜蒸馏专用膜的限制。至今，仍然缺乏具有高性能且无分层的、针对膜蒸馏技术开发的专用膜。本文提出使用复合相分离法（NTIPS，即：非溶剂致相分离法联合热致相分离法）制备用于膜蒸馏（MD）应用的新型亲疏水双层复合膜。所

5、制备的双层膜由相对薄的疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）顶层和相对厚的亲水性聚偏氟乙烯和聚乙烯醇共混（PVDF-PVA）底层组成。通过采用简单的一步共铸工艺，获得了无分层的亲疏水双层膜。电子扫描显微镜（SEM）观察膜上下表面及截面形貌结构，傅立叶变换红外光谱仪（ATR-FTIR）晶型分析表明膜形成机理，其中疏水性顶层通过NTIPS机理形成，导致在其下形成指状孔的超薄较致密皮层；而亲水性亚层由热致相分离法（TIPS）诱导形成，产生具有高度连通性的胞状孔结构。研究了PVDF/PVDF-PVA亲疏水双层复合膜在不同操作条件下的直接接触式膜蒸馏（DCMD）性能，结果表明渗透通量随着流量的增加而增加

6、;而料液盐含量在一定范围内对其影响不显著，疏水面朝向料液侧的模式的渗透通量明显高于亲水面朝向料液侧模式。随着疏水层PVDF浓度含量的增加，膜结构中指状孔越来越短，通量略微降低。凝胶浴温度影响成膜机理，对膜结构变化和膜通量有显著影响。通过膜厚度研究，调节平衡通量性能和机械强度之间的关系。在此研究基础上，20℃凝胶浴下制备出120μm的15wt%的PVDF疏水层浓度的PVDF/PVDF-PVA亲疏水双层复合膜，该膜在连续的MD运行中表现出稳定的脱盐率（≥99.5％），并且在80℃下的渗透通量高达165.3kg·m-2·h-1，这显著高于文献中报道的MD膜。在亲疏水双层复合膜应用于工业有机

7、肥浓缩方面也开展了研究，考察了亲疏水双层复合膜的DCMD性能及其耐污染特性。膜的渗透通量在70℃料液温度下高达87kg·m-2·h-1。同时，膜表面的沉淀附着物很容易通过水清洗。与市售聚四氟乙烯（PTFE）膜相比，该膜在15小时连续操作中表现出优异的耐污染特性。关键词：膜蒸馏，亲疏水双层膜，一步共铸法，工业浓缩I含氟高分子微孔膜的制备及膜蒸馏应用研究PreparationofFluoropolymerMicroporousMembraneandtheApp