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在商品化的超滤膜中,应用最广的两种膜是聚偏氟乙烯(PVDF)和聚砜(PSF)膜,尽管它们的物化稳定性能优良,但都是疏水膜,表面能低,亲水性差,膜的通量低,且在水处理过程中较容易受污染。因此,为了提高PVDF和PSF膜的亲水性、通量和抗污染性能,本文采用纳米TiO2粒子添加法和TiO2溶胶添加法分别制备了PVDF—TiO2和PSF—PVDF—TiO2中空纤维共混膜。
通过将纳米TiO2粉末均匀地添加到铸膜液中,用相转化法制备出了PVDF—TiO2和PSF—PVDF—TiO2中空纤维共混膜。实验中以PSF为连续相,PVDF为分散相,研究了PSF和PVDF的共混相容性,并用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、水接触角、超滤实验等表征了纳米TiO2含量对PVDF—TiO2和PSF—PVDF—TiO2中空纤维共混膜的结构和性能的影响。结果表明,当纳米TiO2含量为1wt.%时,PVDF—TiO2共混膜的亲水性能较好,纯水通量明显提高,膜的热性能和抗污染性都有明显的改善;PSF和PVDF是部分互容体系,加入少量的PVDF可以提高PSF的成膜性能和膜结构,同时,纳米TiO2的加入提高了PSF—PVDF共混膜的孔隙率和平均孔径,优化了膜的结构,改善了膜的超滤性能。
通过将稳定的TiO2溶胶滴加到铸膜液中,用相转化法制备出了PVDF—TiO2和PSF—PVDF—TiO2中空纤维共混超滤膜。实验中采用SEM、EDX、 XRD、TGA、水接触角、超滤实验等表征了钛酸四丁酯(TBT)含量对PVDF—TiO2和PSF—PVDF—TiO2中空纤维共混膜的结构和性能的影响。结果表明,当含量TBT为4.5wt.%时,PVDF—TiO2共混膜的亲水性能较好,纯水通量由108L·m·h-1提高到244L·m·h-1,BSA截留仍保持在80%左右,膜的热性能和抗污染性都有明显的改善;同时,TiO2溶胶的加入显著提高了PSF—PVDF膜的孔隙率和平均孔径,并使。PSF—PVDF膜的纯水通量提高了近30倍。在提高PVDF和PSF疏水膜的亲水性、通量及抗污染等方面,TiO2溶胶添加法更显著。