Исследование микроструктурного контроля фторалкилизированного FeOOH/PVDF смешанного мембраны и её производительность при мембранной дистилляции

Hai-fu Gao ,  

Long-fei He ,  

Jia-jing Sun ,  

Chun-rui Wu ,  

Hua-yan Chen ,  

Xuan Wang ,  

Xiao-long Lu ,  

摘要

Технология мембранного дистиллята (MD) является важным методом опреснения морской воды и ресурсосбережения концентрированных растворов. Отличная гидрофобность и однородная структура пор являются ключевыми для решения проблем загрязнения мембран, смачивания и обеспечения эффективной работы MD. В данной работе разработан метод одновременного функционального растворения и фазового разделения, индуцированного гидроксильными группами: на основе гидролиза и конденсации в процессе растворения состава литьевой смеси перфтороктилтриэтоксисилан (FAS) был привит на поверхность гидроксида железа (FeOOH) в виде наностержней, формируя фторсиланизированный гидроксид железа (F-FeOOH), что повышает гидрофобность и решает проблему агрегации наночастиц, далее в процессе формирования мембраны посредством фазового разделения F-FeOOH регулирует кристаллическую структуру мембраны из поливинилиденфторида (PVDF), стандартизирует рост и отверждение мицелл полимерных цепей, оптимизирует поверхность и пористость мембраны. Исследование показало, что введение F-FeOOH усиливает химическую гидрофобность материала и индуцирует превращение кристаллической формы цепочек PVDF в γ-фазу, значительно повышая гидрофобность модифицированной мембраны. Угол смачивания чистой воды с нижней поверхности мембраны достиг 135.5°, что на 42.6% выше исходной мембраны; однородность размеров пор улучшилась, с долей оптимальных пор 98.4%; поток MD достиг 38.5 кг/(м²·ч), что на 75.0% выше, чем у исходной мембраны; удержание мембраной превысило 99.9%, а в течение 30 часов тестов по защите от загрязнения и смачивания мембрана показывала хорошую стабильность.

关键词

фторсиланизированный гидроксид железа; поливинилиденфторид; гидрофобная микропористая мембрана; мембранная дистилляция; смачивание мембраны

阅读全文