超滤膜结构的调控研究

摘要

超滤广泛应用于饮用水净化、废水和污水处理,其核心元件是超滤膜.然而当前超滤膜水通量较低的现状制约着超滤技术的进一步发展.超滤膜水通量较低的根本原因在于膜结构的不合理,具体表现为:一方面,膜表面孔密度较低,膜孔隙率较小以及膜断面孔的贯通性较差等结构均不利于水在膜内的传递;另一方面,由于膜材料的本征疏水性和膜内部大空穴的存在,膜在实际运用过程中容易遭受污染和压实,从而导致膜水通量的衰减.对膜结构的有效调控是提高超滤膜性能的关键.本课题组针对超滤膜结构的调控,对超滤膜内大空穴的形成机制进行了深入研究,发现膜内部大空穴的形成与浸没相沉淀时非溶剂从膜底部侵入有重要关系,通过调节铸膜液中溶剂的含量降低相转化时的溶剂-非溶剂的交换速率,进而达到抑制膜内部大空穴的目的.本课题组还首次利用聚苯胺材料调控超滤膜结构.聚苯胺材料能够有效提高超滤膜的表面孔密度和孔隙率,聚苯胺材料的添加提高了超滤膜的亲水性、通量以及抗压实和抗污染能力.