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织布支撑聚偏氟乙烯纳米TiO2共混膜的制备及其在MBR中抗污染性能的研究
织布支撑聚偏氟乙烯纳米TiO2共混膜的制备及其在MBR中抗污染性能的研究
摘要：
随着水资源的日益紧缺和水污染的严重程度不断加剧，膜生物反应器（MBR）作为一种高效、节能的污水处理技术受到广泛关注。然而，传统膜材料在MBR中的应用仍然受到一些问题的限制，如膜污染、膜结垢等。为了解决这些问题，本研究以聚偏氟乙烯（PVDF）为基材，通过纳米TiO2的引入和织布支撑的方式制备了一种新型的共混膜。通过扫描电子显微镜（SEM）、接触角仪、X射线衍射仪（XRD）等表征手段对膜的结构和性能进行了分析。同时，在MBR实验中，对比了普通PVDF膜和织布支撑聚偏氟乙烯纳米TiO2共混膜的抗污染性能。结果表明，织布支撑的PVDF纳米TiO2共混膜具有良好的力学性能和抗污染性能。该研究为膜材料在MBR中的应用提供了新思路和方法。
关键词：织布支撑；聚偏氟乙烯；纳米TiO2；共混膜；MBR；抗污染性能
1.引言
水资源的日益紧缺和水污染的严重程度催生了高效、节能的水处理技术的迫切需求。膜生物反应器（MBR）作为一种膜分离技术与生物处理的有机结合，具有高效能、高浓度和高质量的特点，被广泛应用于污水处理过程中。然而，目前的MBR仍然存在一些问题，如膜污染、膜结垢等，这严重制约了MBR的长期稳定运行和运行效率。因此，开发新型的膜材料以提高MBR的抗污染性能具有重要意义。
2.实验方法
2.1材料制备
本研究使用聚偏氟乙烯（PVDF）作为基材，通过溶液浇筑法制备共混膜。将PVDF溶解在丙酮中，加入一定比例的纳米TiO2，并在装有织布的玻璃模具上均匀浇筑得到膜。膜样品经过常规处理后，放置在真空箱中进行干燥。
2.2表征分析
通过扫描电子显微镜（SEM）、接触角仪、X射线衍射仪（XRD）等表征手段对膜的结构和性能进行了分析。
3.实验结果与讨论
3.1膜结构分析
SEM图像显示织布支撑聚偏氟乙烯纳米TiO2共混膜具有均匀的纳米颗粒分布和致密的膜表面。接触角仪测试结果显示共混膜具有较高的接触角，表明膜表面具有良好的疏水性。XRD分析结果表明，在共混膜中添加纳米TiO2后，膜的晶化度有所提高。
3.2MBR实验
在MBR实验中，比较普通PVDF膜和织布支撑聚偏氟乙烯纳米TiO2共混膜的抗污染性能。实验结果显示，共混膜的污染物去除效率明显高于普通膜，且具有更低的污染物滞留。
4.结论
本研究成功制备了一种新型的织布支撑聚偏氟乙烯纳米TiO2共混膜，并通过SEM、接触角仪和XRD对膜的性能进行了分析。实验结果表明，织布支撑的共混膜具有良好的力学性能和抗污染性能。该研究为膜材料在MBR中的应用提供了新思路和方法，对于改善MBR的抗污染性能具有重要意义。
参考文献：
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