膜科學(xué)課程論文-聚偏氟乙烯膜的親水化改性研究_及其在水處理中的應(yīng)用(已修改)
2025-06-20 12:03 本頁(yè)面
【正文】 聚偏氟乙烯膜的親水化改性研究 及其在水處理中的應(yīng)用 摘要 ：強(qiáng)疏水性聚偏氟乙烯（ PVDF）膜的親水化改性是當(dāng)前分離膜研究的熱點(diǎn)之一。本文概述了 PVDF膜的基本特點(diǎn)，從膜基體親水改性和膜表面親水改性?xún)蓚€(gè)角度出發(fā)，綜述了目前對(duì)疏水性聚偏氟乙烯膜的親水化改性方法，其次介紹了 PVDF 膜在水處理應(yīng)用中的進(jìn)展，最后分析了 PVDF膜今后發(fā)展的方向。 關(guān)鍵詞 ：聚偏氟乙烯膜；親水化改性；水處理 Study on Hydrophilic Modification of Polyvinylidene Fluoride Membrane and Its Application in Water Treatment (School of Environmental and Biological Engineering， Nanjing University of Science and Technology 210094 Nanjing) Abstract Hydrophilic modification of polyvinylidene fluoride membranes is one of the hotspots in membrane science． This paper summarizes the basic characteristics of PVDF membrane， From the hydrophilic modification of membrane matrix and the perspective of hydrophilic modification of membrane surface,Review of the current of hydrophobic polyvinylidene fluoride membrane hydrophilization modified method,Secondly this paper introduces the application of PVDF membrane in water treatment, finally analyzes the future development direction of PVDF membrane . Keywords Polyvinylidene fluoride。 Hydrophilic modification。 Water treatment Contents Introduction 1 Hydrophilic modification of polyvinylidene fluoride membranes 2 Application of PVDF membrane in Water Treatment 3 Conclusion 引言 隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，污水的排放量日益增加。污水對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人體健康的影響，已是人類(lèi)面臨的嚴(yán)重問(wèn)題。世界水文專(zhuān)家協(xié)會(huì)主席米歇爾 ?奈特 1996年在第 30屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)上宣布： “全世界每天至少有 5 萬(wàn)人死于由水污染引起的各種疾病。發(fā)展中國(guó)家每年有 2500 多萬(wàn)人死于不潔凈的水。 ”[1]環(huán)境污染已受到許多國(guó)家的高度重視。用膜分離技術(shù)進(jìn)行廢水處理，已備受關(guān)注。 膜分離技術(shù)是一項(xiàng)新興的高效分離技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于化工、電子、輕工、紡織、石油、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域，被認(rèn)為是 20 世紀(jì)末到 21 世紀(jì)中期最有發(fā)展前途的高技術(shù)之 一 [2]。 膜分離技術(shù)依據(jù)其膜孔孔徑可分為微濾 (MF)、超濾 (UF)、納濾 (NF)、反滲透 (RO)等，根據(jù)其膜材料可分為聚醚砜 (PES)、聚氯乙烯 (PVC)、聚偏氟乙烯 (PVDF)和一些改性材料膜等，同時(shí)值得關(guān)注的還有膜技術(shù)和生物處理聯(lián)合處理技術(shù) —膜生物反應(yīng)器(MBR)。 聚偏氟乙烯 (PVDF)是一種性能優(yōu)良的結(jié)晶性含氟聚合物，分子結(jié)構(gòu)為[CH2CF2]n ，玻璃化溫度 39℃ ,，脆化溫度 62℃ 以下， 結(jié)晶熔點(diǎn)約 170℃ ，熱分解溫度大于 316℃ ；其機(jī)械強(qiáng)度較高，具有自熄性、優(yōu)異的剛性、硬度、抗蠕變、 耐磨耗以及耐切割等性能；化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐氧化劑、酸、堿、鹽類(lèi)、鹵素、芳烴、脂肪及氯代溶劑的腐蝕和溶脹；兼有優(yōu)異的抗紫外線(xiàn)、 γ 射線(xiàn)和耐老化的性能，其薄膜長(zhǎng)期置于室外不變脆、不龜裂。 PVDF最突出的特點(diǎn)是具有極強(qiáng)的疏水性，可使它成為膜蒸餾和膜吸收等分離過(guò)程的理想材料 [3]。但是聚偏氟乙烯膜的表面能極低，為非極性，膜的表面與水無(wú)氫鍵作用，因此具有強(qiáng)疏水性。強(qiáng)疏水性將會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)問(wèn)題：一是在膜分離過(guò)程中需要較大的驅(qū)動(dòng)力。有實(shí)驗(yàn)表明，由于水表面張力的作用，平均孔徑為 PVDF 微濾膜，在 壓差下的水 通量為 0[4]。二是比較容易產(chǎn)生吸附污染。疏水性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、膠體粒子等，可能會(huì)將膜孔堵塞，引起膜污染，使膜的使用壽命縮短，從而制約了聚偏氟乙烯膜在水相分離體系中的應(yīng)用。所以對(duì) PVDF 膜進(jìn)行親水化 改性具有重要的實(shí)際意義。 1 聚偏氟乙烯膜的親水化改性 對(duì) PVDF 膜進(jìn)行親水化改性主要分為兩類(lèi)：一是對(duì)制膜前的基體材料進(jìn)行
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