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MBFR中疏水性PVDF中空纤维膜表面改性及耐污染性能研究
MBFR中疏水性PVDF中空纤维膜表面改性及耐污染性能研究
摘要：
中空纤维膜广泛应用于水处理领域，但其表面的疏水性限制了其在一些特定应用中的性能。本研究通过改性方法，提高了疏水性PVDF中空纤维膜表面的亲水性，并探究了改性后纤维膜的耐污染性能。通过通过对比实验、扫描电子显微镜分析和水接触角测量等表征方法，研究了纤维膜表面改性前后的变化。结果表明，改性后的膜具有更好的亲水性和抗污染性能，为中空纤维膜在水处理领域中的应用提供了有力支持。
关键词：中空纤维膜，疏水性，表面改性，耐污染性能，水处理
1.引言
中空纤维膜（Hollowfibermembrane）具有较高的通量和较低的能耗，因此在水处理领域中得到广泛应用。然而，中空纤维膜的疏水性表面限制了其在一些特定应用中的性能，如阻力增大、易受污染等。因此，改善中空纤维膜的疏水性，提高其抗污染性能，对于其在水处理领域的应用至关重要。
2.实验方法
2.1中空纤维膜制备
采用湿法相转换法制备PVDF中空纤维膜，优化制备工艺参数，获得较好的中空纤维膜性能。采用真空吸附法将膜铸膜液均匀涂敷在中空纤维膜表面，制备疏水性PVDF中空纤维膜。
2.2表面改性方法
采用等离子体处理和溶液浸渍两种方法对疏水性PVDF中空纤维膜进行表面改性。等离子体处理利用表面活性剂和氧等离子体在中空纤维膜表面生成凹凸纳米结构，增加表面粗糙度，从而提高纤维膜的疏水性。溶液浸渍则通过浸泡中空纤维膜于亲水性溶液中，使改性剂渗透到纤维膜内部，并沉积于纤维膜表面形成亲水层。
2.3性能测试方法
采用比较实验、扫描电子显微镜（SEM）分析和水接触角测量等方法，分析疏水性PVDF中空纤维膜的表面改性前后的变化以及耐污染性能。
3.结果与讨论
通过比较实验发现，经过等离子体处理和溶液浸渍的PVDF中空纤维膜表面形成了一层亲水层，与未经改性的纤维膜相比，水在改性膜表面展开较大角度，表明其亲水性得到了提高。
通过SEM分析，发现经过等离子体处理和溶液浸渍的纤维膜表面形成了一些凹凸纳米结构，增加了纤维膜表面的粗糙度，从而提高了疏水性。
通过水接触角测量发现，经过等离子体处理和溶液浸渍的纤维膜的水接触角分别为40°和30°，远小于未经改性纤维膜的水接触角（90°），表明改性后的纤维膜表面更具亲水性。
4.结论
通过表面改性方法，成功提高了PVDF中空纤维膜的疏水性，并且改性后的纤维膜具有更好的亲水性和抗污染性能。通过这种改性方法，可以改善中空纤维膜在水处理领域中的应用，并提高其在阻力、耐污染等方面的性能。
本研究的结果为中空纤维膜在水处理领域中的应用提供了有力支持，并为进一步研究中空纤维膜的表面改性和性能优化提供了参考。
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