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摘 要

膜分离技术是一种新型高效的分离、浓缩技术，因其在使用时对环境无污染而且占地使用面积小、过滤性能高，近几十年来在工业领域和科研实践中已经得到了广泛的应用。随着膜分离技术在各技术领域内的发展及应用，对所用膜的结构及性能也就有了更高的要求。一般情况下通过控制聚合物配比、添加剂选型和制备工艺来控制膜的结构。本实验将采用溶剂相转化法来制备PVDF平板膜，以制膜基础理论为研究指导，探索铸膜液中不同种类制膜添加剂（聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮）的分子量和非溶剂水的含量等一系列因素对膜结构和性能的影响，得出各因素之间的相互影响和规律。同时，采用场发射扫描电镜（FESEM）、旋转粘度计等对不同条件下的铸膜液和制备出的膜进行表征。

关键词：PVDF膜、添加剂、分子量、性能

Effect of Different Additives on the Structure and Properties of PVDF Flat Membrane

Abstract

Membrane separation technology is a new and efficient separation, enrichment technology, because of its in use on the environment without pollution , small land area and high filtering performance. In recent decades in the field of industry and scientific research practice has been widely used. With the development and application of membrane separation technology in the technology field, the structure and performance of the membranes are higher required. In general, the structure of the membrane is controlled by controlling the ratio of the polymer, the selection of the additives and the preparation process. This experiment will use solvent phase inversion method for the preparation of PVDF flat membrane, based on the theory of membranes for the study guide, to explore the effects of dope solution of different kinds of additives (polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone) molecular weight and non solvent water content and so on a series of factors on the structure and properties of membrane, it is concluded that the rules and the interaction between the factors. At the same time, using the field emission scanning electron microscopy (FESEM) and rotary viscometer characterized the different conditions of dope solution and prepared membranes.

Keywords: PVDF membrane, Additive, Molecular weight, Property

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 膜材料 1

1.1.1 PVDF 1

1.1.2 PTFE 1

1.1.3 PP 1

1.1.4 无机膜 2

1.2 膜制备方法 2

1.2.1 NIPS （相转化法） 2

1.2.2 TIPS（热致相） 3

1.2.3 IP （浸没沉淀法） 3

1.2.4 拉伸法 4

1.3 制膜添加剂 4

1.3.1 LiCl（氯化锂） 4

1.3.2 添加剂 H₂O 5

1.3.3 添加剂 CaCO₃ 5

1.3.4 添加剂TiO₂ 6

1.3.5 添加剂SiO₂ 6

1.4 PVDF膜的性能评价指标 7

1.4.1 纯水通量、形貌结构及孔隙率 7

1.4.2 机械强度 7

1.5 PVDF膜的应用 8

1.5.1 含油污水的精细处理 8

1.5.2 海水淡化 8

1.5.3 重金属废水的处理 8

1.6 课题背景及研究内容 9

第二章 实验部分 10

2.1实验仪器及原料 10

2.2 PVDF膜的制备过程 11

2.2.1 PVDF平板膜的制备 11

2.2.2 PVDF平板膜后处理 11

2.3 膜性能检测 11

2.3.1铸膜液粘度的测定 11

2.3.2纯水通量测试 12

2.3.3膜的形貌结构表征 13

第三章 结果与分析 14

3.1铸膜液中非溶剂水含量对膜结构及性能的影响 14

3.1.1铸膜液粘度 14

3.1.2纯水通量及膜形态结构 15

3.2 PEG分子量不同对膜结构及性能的影响 17

3.2.1 铸膜液粘度 17

3.2.2 PEG分子量对膜结构及纯水通量的影响 17

3.3 PVP分子量对膜结构及性能的影响 19

3.3.1 铸膜液粘度 19

3.3.2 PVP分子量对膜结构的影响 20

第四章 结论 22

参考文献 23

致谢 25

第一章 文献综述

1.1 膜材料

随着膜技术的快速发展，膜分离已经广泛应用于社会生产和生活的各个方面。膜分离技术既能对废水进行有效的净化，又能回收有用物质，同时具有节能、设备简单、操作方便等特点，因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。根据膜材料的亲疏水性，膜可分为疏水性膜和亲水性膜。常用于微滤和超滤的膜材料大多是疏水性的，如聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯，聚乙烯等。^[1]

1.1.1 PVDF

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