耐污染性纳米sio,2pvdf复合膜的研究

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1、焙亟云棚@天毕大薯中国近代第一所大学硕士学位论文■■■用-_妇R科，^一蚋■I●l”■■■_学科专业：化学工程作者姓名：曲云指导教师：张裕卿副教授工；喜。o÷兰zⅡ■≈，■口白2006年5月中文摘要膜分离技术是一项新型的高效分离技术，可用于城市污水的深度处理，但该法处理废水时，膜易受污染，导致通量降低，运行成本增加。本文以制作耐污染性强的分离膜为目的，选择具有较强的热稳定性、化学稳定性的聚偏氟乙烯为膜材料，以N，N．二甲基乙酰胺为溶剂，聚乙二醇(PEG400)作为致孔剂，通过向铸膜液中加入改性si02粒子的方法，提高了膜的亲水性和机械强度，所制得的复合膜对城市污水深度处理具有较好的效果。首先

2、考察了聚合物浓度、PEG400含量、预蒸发时间、凝固浴温度等过程条件对膜性能的影响，确定了适宜制膜条件，即聚合物浓度为18wt．％，PEG400含量为9wt．％，预蒸发时间为5s，凝固浴温度为30℃。然后对无机粒子的添加效果进行了考察，通过将si02粒子运用硅烷偶联剂进行改性然后添加到铸膜液中的方法制备了性能较好的复合膜。测试结果表明，复合膜的机械强度、韧性、亲水性、水通量、截留率均具有不同程度的提高。将氨丙基三乙氧基硅烷改性的粒子与PVDF按质量比1：5添加到铸膜液中所成膜的性能较好。同时本文对复合膜的耐污染性能进行了初步研究。纳米粒子添加到膜内，提高了膜的亲水性。在同等操作条件下，复合膜

3、对牛血清蛋白的超滤试验表明膜无较厚凝胶层形成，而单纯的聚偏氟乙烯膜则会形成较厚的凝胶层。复合膜可强化传质，降低膜污染。本实验的创新之处在于将改性粒子添加到铸膜液内，使其能均匀分散，从而使膜的强度及耐污染能力得到较大提高。粒子对膜性能的改善可归结为纳米粒子与聚合物的化学键合作用及粒子的亲水性。关键词：聚偏氟乙烯，改性纳米Si02，超滤膜，耐污染性能AbstractMembraneseparationisanewunitoperationwhichcanbeeffectivelyusedindeeptreatmentforsewage．Butthemembranehasatendencytobe

4、contaminatedinultrafiltmtion．Soitisurgenttopreparenovelmembraneswithgoodanti-foulingperformance．Anti—foulingmembranewasfabricatedwithpolyvinylidenefluoride(PVDF)asmembrane-formingmaterial，whichhasaperfectchemicalstabilityandthermalstability．N，N-dimethylacetamide(DMAc)Wasusedassolventandpolyethylene

5、glycol(PEG400)aspore-inducingreagentinthisthesis．Hydrophilicityandmechanicalstrengthofthemembranewasimprovedbyaddingnanosizedsilicamodifiedwithy-aminopropylthriethoxysilanetothecastingsolution．Thesopreparedmembranewasfoundtobeeffectivefordisposingsewage．FirsttheeffectsofoperatingconditionssuchasPVD

6、Fconcentration，PEG400contentevaporatingtimeandcoagulgionbathtemperatureontheperformanceandpropertiesofmembranewereinvestigated．Theproperconditionsofmembrane—formingtechnologywereestablished，whichinvolvedPVDFconcentrationofl8wt．％，PEG400contentofl0wt．％，5secondsevaporatingtimeand30℃forcoagulationbath．

7、Then，theeffectsofaddinginorganicparticlestocastingsolutionsonmembranepropertieswerestudied．Amethodtomodi母nanosizedsilicawith丫-aminopropylthriethoxysilaneascouplingreagentwasestablished．Membranepreparedwiths