「PVDF」水中的“清道夫”——PVDF水处理膜
水中的清道夫“清道夫”——PVDF水处理膜随着对城市污水治理与饮用水质量日益受到重视,以及工业废水、水中F水海水淡化、处理医疗用膜、清道夫生物能源领域的水中F水快速应用,水处理膜材料技术已经成为我国在
水中的清道夫“清道夫”——PVDF水处理膜

随着对城市污水治理与饮用水质量日益受到重视,以及工业废水、水中F水海水淡化、处理医疗用膜、清道夫生物能源领域的水中F水快速应用,水处理膜材料技术已经成为我国在水资源处理中的处理重要发展战略,属于国家战略新兴产业发展规划中的清道夫“一员”。且PVDF树脂综合性能优异,水中F水形成了以膜材料、处理膜元件、清道夫膜组件、水中F水膜装置等要素的处理产业链,被广泛应用于科学研究和工业化生产。清道夫

水中的水中F水“清道夫”——PVDF水处理膜

有机聚合物膜主导了现有膜市场,如聚砜(PSF)、处理聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTFE)等。PVDF是最常用的膜材料之一,在膜分离领域具有广阔应用前景。

水处理膜通过膜界两侧的压力差或者电力差使得液质分离,由于过滤目标不同,根据不同尺寸和化学性质,把杂质、大分子结构(蛋白质、胶体)、小分子或者离子分离出来,可分为微滤膜、超微膜、反渗透膜、纳滤膜,电渗析膜等。

微滤膜主要应用于污水、废水处理等领域;超滤膜在污水、废水处理及回用和给水净水领域应用广泛;纳滤膜主要应用于纯净水、软化水、无离子水、海水淡化等方面;而反渗透膜可应用在海水淡化等领域。

PVDF属于结晶聚合物,具有高机械强度、良好耐化学性和热稳定性以及优异的耐老化性,且在制备平板、中空纤维或管状膜时显示出良好的加工性能,PVDF膜在微滤(MF)、超滤(UF)水处理过程中的制备得到应用,膜-生物反应器(MBR)就是微滤和超滤的典型应用。

热致相分离(TIPS)可制备超/微滤膜,通常有两种不同的分相机理,液-液相分离,形成双连续网络孔结构,提高水通量,保持强度;固-液相分离,形成球粒堆积孔结构。

连续静电纺丝技术能制备多种不同种类的纳米纤维,丰富了PVDF纳米纤维膜产品应用领域,是前沿研究中广泛应用的技术。①电纺丝丙烯腈(PAN)纳米纤维层与聚偏氟乙烯(PVDF)和氧化锑锡(ATO)复合的新型光热转换纳米纤维膜,PAN层亲水性提供水传输通道,避免盐析现象,实现高效局部传热,提高海水淡化,净水效率。②电纺丝PVDF-SiO2纳米纤维膜具备较高的亲水性和较差的亲油性,对不同流速、初始油浓度、油水体系表现出良好分离性能。在含油废水处理中有广阔应用前景。③电纺丝制备不同浓度rGO浓度的rGO/PVDF膜应用于AGMD盐水处理系统中,表现出较高的渗透水通量和脱盐率,较低的渗透硼或盐浓度。

PVDF膜可以通过非溶剂致相分离(NIPS)、热致相分离(TIPS)、蒸汽致相分离(VIPS)、溶液浇铸、电纺等方法制得。

非溶剂致相分离(NIPS),将聚合物溶于溶剂中形成均相溶液,加入萃取剂,把溶剂萃取出来,形成聚合物为连续相,溶剂为分散相的两相结构,再除去萃取剂后得到具有一定孔结构的聚合物。

未来的发展必定沿着降低成本、提高性能、增加稳定性、延长使用寿命这些方面进行研究。①提高机械强度、抗老化、耐候性提高使用寿命和处理质量;②丰富水处理膜种类,应对不同水质的净化,适应高温、酸碱环境等特殊工况;③亲水性能改性提高抗污染性,吸附物质容易清洗;④合理设计滤孔尺寸,滤孔布置提高有效过滤面积,提高膜通量。

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