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中科院宁波材料所在原位聚合制备超亲水PVDF超滤膜方面取得进展
中科院宁波材料所在原位聚合制备超亲水PVDF超滤膜方面取得进展

 文章来源:宁波材料技术与工程研究所 发布时间:2012-03-21

      目前,水资源污染和短缺问题日益严重,膜法水处理技术以其高效率、低成本、环保、常温操作及无化学变化等特点,在气液及液液等分离领域得到了广泛的应用。在众多膜材料当中,聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种结晶性聚合物微滤、超滤膜材料,具有机械性能和热稳定性能优异、结晶度高、耐化学(酸)清洗、耐气候、耐氧化、耐辐射等特点,已经被广泛用于膜生物反应器处理市政、生活污水、自来水厂的提标改造、海水淡化前处理等领域。但是,低表面能、强疏水的特点导致PVDF膜在过滤过程中易污染,导致通量下降,清洗成本增加。如何提高PVDF的永久亲水抗污染性,得到亲水性的PVDF干膜是研究的热点。

      中科院宁波材料技术与工程研究所高分子事业部功能膜团队在薛立新研究员和刘富副研究员的带领下,通过非溶剂辅助热致相分离以及原位聚合技术手段,精确调控微相分离过程中的亲水聚合物链的分散与表面迁移,制备出超亲水的PVDF超滤干膜,水接触角在30秒内可以从60度下降到0度,超滤水通量为165L/m2h,具有良好抗污染性能。该技术路线无需采用额外的致孔剂便可达到高通量、高截留率。其突出的润湿性使其可干法保存,有效防止细菌污染,节省储藏及运输成本。

      上述结果发表在英国皇家化学会旗下期刊Journal of Material Chemistry(DOI:10.1039/C2JM30695F)上。

      通过该技术路线,可以进一步制备超大通量的亲水性PVDF微滤干膜,纯水通量可达2000L/m2h。通过原位聚合可改善亲水性,通过非溶剂辅助热致相分离可得到互穿网络双连续结构孔,通过内支撑可提高中空纤维膜的强度。

      目前,超高强度、超大通量的亲水性中空纤维膜的研制已进入中试放大阶段。

原位聚合及微相分离法制备亲水微孔膜过程机理

接触角随时间变化

 

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