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《PVDF高度疏水微孔膜制備及真空膜蒸餾過(guò)程污染特性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：201321506007河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文PVDF高度疏水微孔膜制備及真空膜蒸餾過(guò)程污染特性研究論文作者：任艷娜學(xué)生類別：全日制學(xué)科門類：化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：楊振生職稱：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalTechnologyPREPARATIONOFHIGHLYHYDROPHOBICPVDFMICROPOROUSMEMBRANEANDSTUDYONFOULINGPROPERTIESOFVACUUMMEMBRANE
2、DISTILLATIONbyRenYannaSupervisor:Prof.YangZhenshengMay2016摘要新型分離過(guò)程-膜蒸餾是一種以蒸汽壓差為推動(dòng)力的分離技術(shù)，與常規(guī)的膜分離過(guò)程及蒸餾過(guò)程相比，膜蒸餾具有操作溫度低、蒸餾效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便且可充分利用廢熱等優(yōu)點(diǎn)。但目前因存在膜成本高、疏水膜材料親水化滲漏及膜蒸餾專用膜缺乏等問(wèn)題，還未能大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。故增加膜的疏水性，甚至制備自清潔膜，以達(dá)到抗?jié)櫇?、抗污染的目的，是目前一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。首先，提出了熱致相分離（TIPS）法制膜稀釋劑之快速篩選方法—Hansen溶解度參數(shù)預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上的平衡吸液量測(cè)定或差示掃描量熱儀(D
3、SC)熔點(diǎn)測(cè)定法，得到了若干制備TIPS法PVDF微孔膜用候選稀釋劑。進(jìn)而，以膜結(jié)構(gòu)、N2通量、孔隙率、力學(xué)強(qiáng)度等評(píng)價(jià)指標(biāo)確認(rèn)出幾種較佳的單一稀釋劑。基于環(huán)丁砜(SFL)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)作為單一稀釋劑的各自優(yōu)勢(shì)，得到一組較佳的制膜配方—20wt%PVDF、5wt%SFL、95wt%DBP，并確認(rèn)了相應(yīng)的制膜條件—溶解溫度180℃、刮膜溫度150℃、冷卻溫度60℃。其次，采用微模塑協(xié)同TIPS法制備高度疏水PVDF膜。分別選用光滑不銹鋼板、120目和320目噴砂不銹鋼板，利用上述所選稀釋劑體系及制膜條件，所得膜底面接觸角分別為116°(X膜)、131°(Y膜)、153°(Z膜)，其
4、涵蓋疏水、高度疏水、超疏水三種浸潤(rùn)表面情形。X、Y、Z膜均有較好的連通性，一個(gè)大氣壓下，各膜通量都在0.75m3/(m2·s)以上，拉伸強(qiáng)度都在4.0MPa以上。再次，進(jìn)行了靜態(tài)膜污染研究。選用典型無(wú)機(jī)污染物NaCl、CaCO3，有機(jī)污染物腐殖酸（HA）、牛血清蛋白（BSA），分別在60℃、70℃、80℃條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從膜污染前后接觸角變化、掃描電鏡-能譜分析(SEM-EDS)結(jié)果方面分別考察膜材料的疏水性、實(shí)驗(yàn)溫度、料液濃度對(duì)膜抗污染性能的影響。結(jié)果膜疏水性越高，其抗污染性越好，因水滴越易在高疏水性表面以滾動(dòng)形式帶走膜面污染物。而料液溫度和濃度越高，膜的污染程度越大，污染物更易進(jìn)入膜孔，
5、從而導(dǎo)致膜污染。最后，在一定膜蒸餾條件下（透過(guò)側(cè)真空度0.086MPa，進(jìn)料流量15L/h,操作10h），從膜蒸餾通量及餾出液電導(dǎo)率（或吸光度）變化、操作前后膜的接觸角變化、SEM-EDS結(jié)果研究一定濃度的各污染物對(duì)Z膜的具體污染情況?？芍瑹o(wú)機(jī)污染物NaCl在Z膜上析出晶體造成膜面污染，且伴有膜孔潤(rùn)濕，導(dǎo)致通量下降；而CaCO3以棒狀沉積物形式沉淀在膜面上，膜內(nèi)幾乎未被污染,經(jīng)酸洗可恢復(fù)高疏水性。由于有機(jī)污染物HA在水溶液中電離出H+帶負(fù)電而相互排斥，所以HA在Z膜上呈分散的小顆粒狀，并未嚴(yán)重堵塞膜孔，且經(jīng)次氯酸鈉結(jié)合超聲波清洗后膜疏水性可恢復(fù)至原膜的87%以上；而BSA則在Z膜上形成凝膠
6、，I破壞膜的疏水性，且由EDS結(jié)果得出膜內(nèi)有部分污染，導(dǎo)致通量快速下降，但經(jīng)次氯酸鈉結(jié)合超聲波清洗后膜的疏水性都可恢復(fù)至83%以上。關(guān)鍵詞：稀釋劑，熱致相分離，聚偏氟乙烯，高度疏水性膜，膜蒸餾，膜污染IIABSTRACTThenewseparationprocess-membranedistillation(MD)isakindofseparationtechnologywithdifferentsteampressureasdrivingforce.Comparedwithconventionalseparationtechnology,MDhasmanyadvantages,suchas
7、lowoperatingtemperature,simpleequipment,easyoperation,environmentallyfriendly,etal.However,itwasnotwidelyusedinrealityduetoitshighcost,poorantifoulingpropertyandlackofspecialmembrane,etal.Inordertoreachthep
