在全球每天都會有大量的污染物在不斷的產(chǎn)生的,全球的污染也越來越嚴(yán)重,水資源也難逃厄運(yùn)。面對水資源污染和短缺問題日益嚴(yán)峻,對水處理技術(shù)也越來越高了。作為常用的膜法水處理技術(shù)以其高效率、低成本、環(huán)保、常溫操作及無化學(xué)變化等特點(diǎn),在氣液及液液等分離領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
聚偏氟乙烯(PVDF)在眾多膜材料當(dāng)中最為優(yōu)異。它作為一種結(jié)晶性聚合物微濾、超濾膜材料,具有機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性能優(yōu)異、結(jié)晶度高、耐化學(xué)(酸)清洗、耐氣候、耐氧化、耐輻射等特點(diǎn),已經(jīng)被廣泛用于膜生物反應(yīng)器處理市政、生活污水、自來水廠的提標(biāo)改造、海水淡化前處理等領(lǐng)域。但是其低表面能、強(qiáng)疏水的特點(diǎn)導(dǎo)致PVDF膜在過濾過程中易污染,導(dǎo)致通量下降,清洗成本增加。因此如何提高PVDF的永久親水抗污染性,得到親水性的PVDF干膜是研究的熱點(diǎn)。
寧波材料所高分子事業(yè)部功能膜團(tuán)隊(duì)在薛立新研究員和劉富副研究員的帶領(lǐng)下,通過非溶劑輔助熱致相分離以及原位聚合技術(shù)手段,精確調(diào)控微相分離過程中的親水聚合物鏈的分散與表面遷移,制備出超親水的PVDF超濾干膜,水接觸角在30秒內(nèi)可以從60度下降到0度,超濾水通量為165L/m2h,具有良好抗污染性能。該技術(shù)路線無需采用額外的致孔劑便可達(dá)到高通量、高截留率。其突出的潤濕性使其可干法保存,有效防止細(xì)菌污染,節(jié)省儲藏及運(yùn)輸成本。
通過該技術(shù)路線,可以進(jìn)一步制備超大通量的親水性PVDF微濾干膜,純水通量可達(dá)2000 L/m2h。通過原位聚合可改善親水性,通過非溶劑輔助熱致相分離可得到互穿網(wǎng)絡(luò)雙連續(xù)結(jié)構(gòu)孔,通過內(nèi)支撐可提高中空纖維膜的強(qiáng)度。