亲水和疏水改性膜的抗结垢和润湿能力的对比

摘要

膜蒸馏过程受料液盐度的影响较小,可以处理高矿化度的矿井水,但膜污染和润湿制约其工业化应用。本文首次全面比较了两种商业化的疏水膜,即平板聚四氟乙烯(PTFE)和聚偏氟乙烯(PVDF),以及分别进行亲水和疏水表面改性后制备的PVA-PAA/PTFE和Teflon/PVDF两种复合膜,在直接接触式膜蒸馏(DCMD)中浓缩饱和硫酸钙溶液时的结垢和润湿程度。重点分析了两种基膜和复合膜的结垢和润湿机理,探讨它们在矿井水浓缩中的应用潜力和最佳膜结构。实验结果显示,饱和硫酸钙浓缩过程中,膜表面结垢是主要影响因素,PTFE膜和PVDF膜尽管膜微观结构差别巨大,但抗结垢能力接近;Teflon/PVDF复合膜因其表面有滑移特性而表现出完美的抗结垢性能,PVA-PAA/PTFE复合膜尽管有致密的亲水表面,抗结垢能力并不强。