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刊号CN51-1594/TQ,ISSN 1009-4369,邮发代号62-315 联系我们 | 加入收藏 | 设为首页    
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用于膜蒸馏的超疏水聚四氟乙烯/POSS纳米纤维膜
作者:admin
双击自动滚屏 发布时间:2020-8-19 11:27:41 阅读:237次 【字体:

   膜蒸馏(MD) 是一种采用疏水微孔膜、以膜两侧的蒸汽压力差为驱动力的膜分离过程,可用于盐水和废水处理。MD 系统中,核心是膜材料,膜的疏水性、微孔性是膜蒸锢中膜材料选择的关键因素。聚四氟乙烯(凹'FE) 因突出的疏水性,优异的耐热性和耐化学性成为MD 膜的理想材料。但聚四氟乙烯是非极性的,不能被普通极性溶剂榕解,困而加工性差。商用聚四氟乙烯膜通常采用提渍和糊状挤出成型,加工过程中会引人大量润滑剂,带来环境污染问题,且制得的膜孔隙率低,传质阻力高。为解决该问题,天津工业大学和南开大学研究团队将八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷(乙烯基POSS) 纳米粒子引人 PTFE纳米纤维中,通过静电纺丝开发了一种超疏水多孔PTFE 膜。相比传统的PTFE 膜制造方法,该法更环保,且通过优化电纺液成分及加工条件可有效调节膜的孔隙率、孔径和膜厚度。通过调节POSS 浓度,纳米纤维膜厚度可控制在(100土10)μm 间,其平均孔径最小可为( 0.50 土0.03)μm,孔隙率最高达 (78 土3)% 。乙烯基POSS 的引人促进了PTFE 纳米纤维结晶,加大了纳米纤维的粗糙度,并增强了膜的机械强度,赋予它们更高的拉伸模量。纳米级粗糙度(来自聚四氟乙烯/POSS 纳米纤维)和微米级粗糙度(来自纳米纤维)的结合,赋予纳米纤维膜独特的三维超疏水性能,水接触角达(151 土4)° 。乙烯基POSS 的介人还有利于改善膜的孔隙率。高孔隙率意味着更多水汽输送通道和增强的透水性。由于其高孔隙率和超疏水性,在直接接触膜蒸馏( DCMD) 中,纳米纤维膜显示出优异的性能,当进料液温度和渗透液温度分别为60 ℃、2O℃时,其水通量达(40±2)L/(m 2'h) ,脱盐率大于99.99% , 此外,该膜在200 h 连续DCMD 操作中显示出优异的长期稳定性。该研究为开发性能优越、稳定性好的新型聚四氟乙烯膜提供了一条新的途径。
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