PEO改性PVDF/SMA膜结构和性能

作者：杨园园; 雷婷; 秦青青; 武晓; 李剑; 秦舒浩^*; 李嘉乐; 张兵兵; 任露露

来源：化工进展, 2023, 42(03): 1515-1526.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0869

• 聚氧化乙烯
• 聚偏氟乙烯
• 非溶剂致相分离法
• 凝固浴

将聚氧化乙烯(PEO)添加到聚偏氟乙烯/苯乙烯马来酸酐树脂(PVDF/SMA)膜体系中，通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了添加不同PEO含量的PVDF/SMA共混膜。其中PEO质量分数为2%的共混超滤膜性能最好，水通量为531.1L/(m2·h)，牛血清蛋白(BSA)截留率为65.8%，水接触角为63.6°，膜剥离强度为0.2756kN/m。接着以PVDF/SMA膜为主要研究对象测试了凝固浴温度对共混超滤膜的纯水通量以及BSA截留率的影响，该实验的结果表明凝固浴温度的改变对膜性能没有产生明显的影响。因此，选择在常温凝固浴温度下测试不同凝固浴成分对共混膜性能的影响。探究了膜在凝固浴成分分别为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(质量分数为3%、6%、9%)、氯化钠(NaCl)(0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L)和乙醇(质量分数为3%、6%、9%)时的膜性能变化，以及对各个组分得到的膜样本进行扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明，随着DMAc含量增加，膜表面的孔在减少，且膜皮层的厚度增加，使得膜的水通量减少而BSA截留率提高。而随着NaCl浓度的升高，共混膜表面的孔结构发生改变，孔数量增多，内部指状孔数量变多变窄，膜通量逐渐增大，BSA截留率降低。同样，随着凝固浴中乙醇含量的增加，膜表面孔数量增加，指状孔变窄孔壁增厚，共混膜的水通量有所提升，BSA截留率降低。总之，存在一个平衡点，采用合适的凝固浴成分和适量的浓度，可以显著提升共混膜部分性能。此外，膜的长期运行稳定性实验结果表明得到的共混膜具有较好的抗污染性和长期运行稳定性，在实际污水处理中具有良好的应用前景。

• 单位
  贵州大学; 中国地质大学（北京）; 贵州省材料产业技术研究院; 贵州理工学院