膜孔径对PVDF中空纤维超滤膜膜污染行为的深入分析

发布日期：2023-06-10 00:00 来源：点击：

膜孔径对PVDF中空纤维超滤膜膜污染行为的深入分析

　　由于具有较高的热稳定性、较强的机械性能及良好的加工特性，聚偏氟乙烯（PVDF）已经成为了一种广泛应用于超滤（UF）、微滤（MF）和膜生物反应器（MBR）等膜过程的膜材料。在这些应用过程中，膜污染常常不可避免，导致PVDF膜渗透性能大幅衰减，严重影响其经济性，抑制膜污染是PVDF膜应用中受到关注的核心问题。机械冲洗、高压反冲洗、化学清洗等是减轻膜污染、恢复膜通量的常用手段，但化学清洗对膜材料耐化学腐蚀性要求较高，频繁化学清洗会大大降低分离膜的使用寿命；高压反冲洗、机械冲洗方法对去除膜面滤饼层很有效，能够在一定程度上缓解膜污染，但是对不可逆的膜孔堵塞污染效果有限。因此，开发高抗污染PVDF膜对提高其使用过程中的稳定通量、减少清洗次数、延长清洗周期具有重要意义。

提高PVDF膜的抗污染性能有多种方法，包括结构控制、表面改性、共混改性、接枝改性等。其中，PVDF膜的微结构对其膜污染行为具有重要的影响，微结构与膜的抗污染行为之间具有一定的对应关系，PVDF膜的微结构控制是提高其抗污染性能的关键。但是，目前膜微结构对膜污染行为的影响规律还不确定。本文考察了孔径在24～94 nm之间的不同PVDF膜污染行为，系统深入分析了膜微结构对膜污染行为的影响规律，研究了不同孔径分布的PVDF膜污染前后的孔径演变、通量衰减和临界通量变化。结果显示，孔径越小，膜的抗污染能力越强，孔径为24 nm的PVDF膜具有远高于其他孔径PVDF膜的抗污染性能。随着PVDF膜孔径的减小，其临界通量由34～43 L/m2h上升到105～114 L/m2h。临界通量的上升表明小孔径PVDF膜具有较低的污染趋势和较高的抗污染能力。

综上，本论文揭示了PVDF膜微结构与其抗污染性能之间的关系，为开发高抗污染PVDF超滤膜提供了理论指导，对提高PVDF超滤膜的使用通量和寿命，进一步提高PVDF膜的研究和开发水平具有重要意义。

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