Utvecklingsstatus för PVDF-vattenbehandlingsmembran
Med den ökande uppmärksamheten på rening av avloppsvatten i städer och dricksvattenkvalitet, såväl som den snabba tillämpningen av industriellt avloppsvatten, avsaltning av havsvatten, medicinska membran och bioenergifält, har materialteknik för vattenbehandlingsmembran blivit en viktig utvecklingsstrategi i mitt lands vatten resursbehandling. Det är en "medlem" i den nationella strategiska utvecklingsplanen för framväxande industri. Dessutom har PVDF-harts utmärkta omfattande prestanda och bildar en industriell kedja med element som membranmaterial, membranelement, membrankomponenter och membrananordningar, och används ofta i vetenskaplig forskning och industriell produktion. Organiska polymermembran dominerar den befintliga membranmarknaden såsom polysulfon (PSF), polyetersulfon (PES), polyakrylnitril (PAN), polyamid, polyvinylidenfluorid (PVDF) och polytetrafluoretylen (PTFE). PVDF är ett av de mest använda membranmaterialen och har breda tillämpningsmöjligheter inom området membranseparation.
Applicering av PVDF-harts i vattenbehandlingsmembran:
Vattenbehandlingsmembranet separerar vätska och materia genom tryckskillnaden eller elektrisk effektskillnad på båda sidor om membrangränsen. På grund av olika filtreringsmål separeras föroreningar, makromolekylära strukturer (proteiner, kolloider), små molekyler eller joner efter olika storlekar och kemiska egenskaper. Det kan delas in i mikrofiltreringsmembran, ultramikromembran, omvänd osmosmembran, nanofiltreringsmembran, elektrodialysmembran och så vidare. Mikrofiltreringsmembran används främst inom avloppsvatten, avloppsvattenrening och andra områden; ultrafiltreringsmembran används ofta i avloppsvatten, rening och återanvändning av avloppsvatten och vattenrening; nanofiltreringsmembran används huvudsakligen i rent vatten, mjukat vatten, jonfritt vatten, avsaltning av havsvatten och så vidare; medan omvänd osmos-membran kan användas inom avsaltning av havsvatten och andra områden.
Förberedelsemetod för PVDF vattenbehandlingsmembran:
PVDF är en kristallin polymer med hög mekanisk hållfasthet, god kemisk beständighet och termisk stabilitet och utmärkt åldringsbeständighet och visar god bearbetningsprestanda vid beredning av platta, ihåliga fibrer eller rörformiga membran. PVDF-membran används i mikrofiltrering (MF), ultrafiltrering (UF) i beredningen av vattenbehandlingsprocessen tillämpas, membran - bioreaktor (MBR) är en typisk tillämpning av mikrofiltrering och ultrafiltrering. PVDF-membran kan framställas genom icke-lösningsmedelsinducerad fasseparation (NIPS), termiskt inducerad fasseparation (TIPS), ånginducerad fasseparation (VIPS), lösningsgjutning, elektrospinning och andra metoder.
Icke-lösningsmedelsinducerad fasseparation (NIPS), polymeren löses i ett lösningsmedel för att bilda en homogen lösning, och extraktionsmedlet tillsätts för att extrahera lösningsmedlet för att bilda en tvåfasstruktur där polymeren är den kontinuerliga fasen och lösningsmedel är den dispergerade fasen, och sedan avlägsnas extraktionsmedlet. Slutligen erhålls en polymer med en viss porstruktur. Termiskt inducerad fasseparation (TIPS) kan förbereda ultra/mikrofiltreringsmembran, vanligtvis med två olika fasseparationsmekanismer, vätske-vätskefasseparation, som bildar en dubbel kontinuerlig nätverk porstruktur, förbättrar vattenflödet och bibehåller styrkan; fast-vätskefas Separation för att bilda en sfärulitpackad porstruktur.
Kontinuerlig elektrospinningsteknik kan förbereda en mängd olika typer av nanofibrer, vilket berikar applikationsområdet för PVDF nanofibermembranprodukter, och är en mycket använd teknologi inom frontlinjeforskning. ① Elektrospunnet akrylnitril (PAN) nanofiberskikt, polyvinylidenfluorid (PVDF) och antimontennoxid (ATO) komposit nytt fototermiskt omvandlings nanofibermembran, PAN-skiktets hydrofilicitet ger vattenöverföringskanaler för att undvika utsaltningsfenomen, realisera effektiv lokal värmeöverföring, realisera effektiv lokal värmeöverföring förbättra avsaltning av havsvatten och vattenreningseffektivitet. ②Det elektrospunna PVDF-SiO2 nanofibermembranet har hög hydrofilicitet och dålig lipofilicitet, och visar bra separationsprestanda för olika flödeshastigheter, initiala oljekoncentrationer och olje-vattensystem. Det har breda tillämpningsmöjligheter vid rening av oljigt avloppsvatten. ③ rGO/PVDF-membranen med olika koncentrationer av rGO framställda genom elektrospinning applicerades i AGMD-saltlösningsbehandlingssystemet, vilket visade högre permeatvattenflöde och avsaltningshastighet, och lägre permeatbor- eller saltkoncentration.
Framtida utveckling måste genomföras i linje med att minska kostnaderna, förbättra prestanda, öka stabiliteten och förlänga livslängden. ① Förbättra mekanisk styrka, anti-aging, väderbeständighet, förbättra livslängden och behandlingskvaliteten; ② Berika typerna av vattenbehandlingsmembran, klara av rening av olika vattenkvaliteter och anpassa sig till speciella arbetsförhållanden som hög temperatur, syrabasmiljö; ③ Modifiering av hydrofila egenskaper förbättrar anti-föroreningar. Adsorptionsmaterialet är lätt att rengöra; ④ Rimligt utforma filterhålets storlek, filterhålets layout ökar den effektiva filtreringsytan och förbättrar membranflödet.
