自组装法制备PVDF-SiO2/PVSQ超疏水复合膜及膜蒸馏抗污染性能

自组装法制备PVDF-SiO2/PVSQ超疏水复合膜及膜蒸馏抗污染性能

论文摘要

采用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMOS)对SiO2疏水改性,通过自组装法,将改性SiO2接枝在商业PVDF (聚偏氟乙烯)膜表面,使其表面达到超疏水。利用场发射电子显微镜、红外光谱仪、接触角测量仪及毛细流孔径分析仪等仪器对改性前后膜的表面形貌、化学组成、接触角及孔径变化等性能参数进行表征。结果表明,VTMOS不仅对SiO2疏水改性,还通过自身的水解缩聚反应,生成了规整圆球状的聚乙烯基倍半硅氧烷(PVSQ)微粒,纳米级SiO2分布于微米级PVSQ表面,在改性膜表面构造了多层次微/纳米粗糙表面,在低表面能疏水基团乙烯基和甲氧基的共同作用下,成功实现了超疏水改性,改性膜水接触角达到159.5°,滚动角降至8.1°。以NaCl、HA和CaCl2混合溶液为进料液,对商业PVDF膜和改性膜进行了长期直接接触式膜蒸馏(DCMD)实验,探究其抗污染性能。结果表明,改性膜适用于长期DCMD实验,并表现出比商业PVDF膜更稳定的通量,截盐率始终大于99.99%,具有良好的稳定性和抗污染性能。

论文目录

  • 引言
  • 1 实验材料和方法
  •   1.1 实验试剂
  •   1.2 实验仪器
  •   1.3 实验方法
  •     1.3.1 SiO2/PVSQ醇溶胶的配制
  •     1.3.2 PVDF-SiO2/PVSQ超疏水复合膜的制备
  • 2 测试及表征
  •   2.1 膜形貌分析
  •   2.2 红外分析
  •   2.3 膜表面接触角测定
  •   2.4 膜孔隙率和孔径测试
  •   2.5 直接接触式膜蒸馏抗污染实验
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 膜表面超疏水改性机理
  •     3.1.1 VTMOS疏水改性SiO2机理
  •     3.1.2 自组装法接枝疏水改性SiO2至PVDF-OH机理
  •   3.2 疏水改性SiO2与改性膜形貌特征
  •   3.3 红外分析
  •   3.4 接触角及超疏水理论分析
  •   3.5 改性膜孔隙率、孔径、厚度分析
  •   3.6 直接接触式膜蒸馏抗污染实验
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王凯,王德武,侯得印,袁子怡,王军

    关键词: 蒸馏,二氧化硅,超疏水,聚偏氟乙烯,自组装

    来源: 化工学报 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 无机化工,有机化工

    单位: 河北工业大学化工学院,中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室,中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,南昌大学环境学院

    基金: 国家自然科学基金项目(51478454)

    分类号: TQ051.893

    页码: 298-308

    总页数: 11

    文件大小: 1964K

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