膜蒸馏用高通量PVDF中空纤维疏水复合膜制备

摘要

非溶剂致相分离(NIPS)法制备的PVDF中空纤维膜通常为内外双皮层结构,在整个膜结构中,致密少孔的外皮层占据着相当大的传质阻力.本文中提出了新的中空纤维复合膜制备方法,降低外层铸膜液中PVDF固含量,改变外皮层相分离路径,增大外表面开孔,以此提高通量;同时,将中空纤维膜的中间层和内皮层替换为高PVDF固含量的中空纤维膜结构,期望得到的PVDF中空纤维复合膜保持较高的通量外,还可以具有较高的机械性能.实验中,采用双层共挤出法,制备了5种具有不同内外层组成的疏水复合膜和同壁厚的单层疏水膜.研究表明,降低外层铸膜液中PVDF固含量,增大外表面开孔,可以大大提高膜蒸馏通量,在70°C下VMD通量高达61.8kg/(m2h),相较于单层疏水膜,通量提升近54％,同时高固含量的内层结构提供膜的机械性能,利用双层复合膜这一优势,可以制得兼具渗透性能和机械强度的疏水复合膜.该复合膜在膜蒸馏实验中表现优异,有望应用于膜蒸馏领域,提高膜蒸馏性能,推动膜蒸馏技术大规模工业化应用.