复合中空纤维膜研究

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本文以双螺杆挤出纺丝-拉伸法聚氯乙烯(PVC)中空纤维多孔膜为增强体基膜,通过表面修饰技术在基膜表面复合聚偏氟乙烯(PVDF)表面分离层,制备异质增强型PVDF中空纤维膜;之后以热致相分离法所得聚丙烯(PP)中空纤维膜为基体,通过表面修饰技术在膜表面负载石墨烯,研究石墨烯负载PP中空纤维膜油/水分离性能。  以双螺杆挤出纺丝-拉伸法PVC中空纤维多孔膜为增强体基膜,PVDF为成膜聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,配置铸膜液,采用同心圆牵引-涂覆法制备了异质增强型PVDF中空纤维膜。制备过程中,采用预湿溶液对增强体基膜表面进行预处理,研究了预湿溶液组成及含量对异质增强型PVDF中空纤维膜结构与性能的影响。结果表明,未经预湿处理的异质增强型PVDF中空纤维膜,具有较厚的致密界面层;预湿溶液可对基膜表面孔起到保护作用,使异质增强型PVDF中空纤维膜的界面层变薄或形成多孔界面层,有益于改善增强型PVDF中空纤维膜的通透性能;与DMAc水溶液相比,以乙醇水溶液为预湿溶液所得异质增强型PVDF中空纤维膜的性能较优;当预湿液中乙醇含量为60wt%时,所得增强型PVDF中空纤维膜的渗透性能较优,孔隙率达到79.76%,纯水通量达到154.03 L/m2·h,拉伸强度可达8.61MPa。  以热致相分离法所得PP中空纤维膜为基体,通过表面修饰技术在膜表面负载石墨烯,制备石墨烯负载PP中空纤维膜,将其与真空系统连接,实现对油水混合液的连续分离。研究了拉伸对石墨烯负载PP中空纤维膜连续油/水分离性能的影响。结果表明,拉伸处理后,石墨烯负载PP中空纤维膜疏水性及渗透压显著提高,煤油渗透通量增大。对石墨烯负载PP中空纤维膜实施拉伸(30%)处理后,膜对煤油通量可达32.25L/m2·h。
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