蒸汽誘導(dǎo)法制備PVDF疏水膜及其在膜蒸餾中的應(yīng)用研究.pdf

1、固體表面的潤濕性主要由材料的化學(xué)性質(zhì)和表面粗糙度決定。本文采用蒸汽誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)化法改善膜表面的粗糙度,進(jìn)而提高膜表面的疏水性;通過膜蒸餾過程對蒸汽誘導(dǎo)法制備的PVDF疏水膜進(jìn)行結(jié)果測定。
　　 首先,實(shí)驗(yàn)討論了鑄膜液組成、凝膠條件的改變對膜面接觸角的影響。發(fā)現(xiàn)添加劑和非溶劑的加入,使得最大接觸角出現(xiàn)的時(shí)間縮短,但并未使接觸角得到提高。鑄膜液在不同濕度的空氣中成膜時(shí)有如下規(guī)律:當(dāng)初生態(tài)膜在不同濕度下放置相同時(shí)間時(shí),濕度越大接觸角越高;

2、相同濕度時(shí),在空氣中停留時(shí)間越長接觸角越高。膜結(jié)構(gòu)也隨在空氣中停留時(shí)間的不同而發(fā)生變化,掃描電鏡照片顯示,隨著在蒸汽中放置時(shí)間的延長,膜的上表面由比較平滑的無孔或少孔結(jié)構(gòu)變?yōu)檩^為粗糙的多孔結(jié)構(gòu),當(dāng)膜在蒸汽中放置時(shí)間大于2min時(shí),膜表面形成了分散的微米級(jí)的球狀顆粒,該球狀顆粒上還有納米級(jí)的結(jié)構(gòu)。其接觸角也高達(dá)145。左右。
　　 其次,為了理解蒸汽中成膜過程,實(shí)驗(yàn)還討論了在不同濕度下成膜時(shí)膜質(zhì)量隨時(shí)間的變化情況,并通過測定鑄膜液

3、粘度,繪制濁點(diǎn)相圖來研究聚偏氟乙烯(PVDF)在蒸汽中的成膜過程,初步探討了蒸汽中的成膜機(jī)理。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)在蒸汽中成膜時(shí),膜質(zhì)量的變化是先增加,后減少最后達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值,且當(dāng)濕度較高時(shí)膜質(zhì)量增加的比濕度低時(shí)多。在膜質(zhì)量增長階段,當(dāng)濕度較高時(shí)吸水速率較快,膜質(zhì)量增加更多;而在溶劑揮發(fā)階段,濕度高時(shí)溶劑和水的揮發(fā)速率低,導(dǎo)致膜質(zhì)量達(dá)到穩(wěn)定所需時(shí)間延長。當(dāng)鑄膜液中含有TEOS時(shí),在質(zhì)量上升階段,隨著鑄膜液中TEOS含量的升高,吸水速率逐漸降低;

4、在膜質(zhì)量下降階段初期,隨著TEOS含量的上升溶劑和水的揮發(fā)速率加快,但是在TEOS含量達(dá)16％時(shí),膜質(zhì)量下降的中期沒有表現(xiàn)出很好的規(guī)律性。此外,隨著鑄膜液中TEOS添加量的增加,鑄膜液的粘度逐漸降低;三元相圖顯示當(dāng)鑄膜液中含有TEOS時(shí),使用較少的凝膠劑就能使鑄膜液達(dá)到分相點(diǎn),兩者的綜合作用使得PVDF膜的凝膠速率加快。
　　 膜蒸餾結(jié)果表明,隨著膜疏水性的增強(qiáng),進(jìn)料溫度的提高,膜蒸餾通量增加,最高可達(dá)7000g/m2·h。當(dāng)鑄