Status razvoja PVDF membrane za tretman vode
Sa sve većom pažnjom na tretman gradske kanalizacije i kvalitetu vode za piće, kao i brzu primjenu industrijskih otpadnih voda, desalinizacije morske vode, medicinskih membrana i bioenergetskih polja, tehnologija materijala za prečišćavanje vode postala je važna razvojna strategija u vodama moje zemlje. tretman resursima. Ona je "član" nacionalnog strateškog plana razvoja industrije u nastajanju. Štaviše, PVDF smola ima odlične sveobuhvatne performanse, formirajući industrijski lanac sa elementima kao što su membranski materijali, membranski elementi, membranske komponente i membranski uređaji, i široko se koristi u naučnim istraživanjima i industrijskoj proizvodnji. Organske polimerne membrane dominiraju postojećim tržištem membrana kao što su polisulfon (PSF), polietersulfon (PES), poliakrilonitril (PAN), poliamid, poliviniliden fluorid (PVDF) i politetrafluoroetilen (PTFE). PVDF je jedan od najčešće korištenih membranskih materijala i ima široku perspektivu primjene u području membranskog odvajanja.
Primjena PVDF smole u membrani za tretman vode:
Membrana za tretman vode odvaja tekućinu i materiju kroz razliku tlaka ili razliku električne snage na obje strane granice membrane. Zbog različitih ciljeva filtracije, nečistoća, makromolekularnih struktura (proteini, koloidi), male molekule ili ioni se odvajaju prema različitim veličinama i hemijskim svojstvima. Može se podijeliti na mikrofiltracionu membranu, ultramikro membranu, membranu reverzne osmoze, nanofiltracijsku membranu, membranu za elektrodijalizu i tako dalje. Mikrofiltracione membrane se uglavnom koriste u kanalizaciji, tretmanu otpadnih voda i drugim poljima; ultrafiltracione membrane se široko koriste u kanalizaciji, tretmanu i ponovnoj upotrebi otpadnih voda i prečišćavanju vode; nanofiltracione membrane se uglavnom koriste u čistoj vodi, omekšanoj vodi, vodi bez jona, desalinizaciji morske vode i tako dalje; dok se membrane reverzne osmoze mogu koristiti u desalinizaciji morske vode i drugim poljima.
Metoda pripreme PVDF membrane za tretman vode:
PVDF je kristalni polimer sa visokom mehaničkom čvrstoćom, dobrom hemijskom otpornošću i termičkom stabilnošću, i odličnom otpornošću na starenje, i pokazuje dobre performanse obrade prilikom pripreme ravnih, šupljih vlakana ili cevastih membrana. PVDF membrane se koriste u mikrofiltraciji (MF), ultrafiltraciji (UF) u pripremi procesa tretmana vode primjenjuju se membrana - bioreaktor (MBR) je tipična primjena mikrofiltracije i ultrafiltracije. PVDF membrane se mogu pripremiti odvajanjem faza bez rastvarača (NIPS), termički indukovanim odvajanjem faza (TIPS), parom izazvanim odvajanjem faza (VIPS), livenjem u rastvor, elektrospinovanjem i drugim metodama.
Odvajanje faza bez otapala (NIPS), polimer se otapa u otapalu da nastane homogena otopina, a ekstrahant se dodaje da ekstrahira otapalo kako bi se formirala dvofazna struktura u kojoj je polimer kontinuirana faza i rastvarač je disperzovana faza, a zatim se ekstrahant uklanja. Na kraju se dobija polimer sa određenom strukturom pora. Termički indukovana fazna separacija (TIPS) može pripremiti ultra/mikrofiltracione membrane, obično sa dva različita mehanizma za razdvajanje faza, odvajanje faza tečnost-tečnost, formiranje dvostruke kontinuirane mrežne strukture pora, poboljšanje protoka vode i održavanje čvrstoće; Odvajanje čvrste i tečne faze kako bi se formirala struktura pora prepuna sferulita.
Tehnologija kontinuiranog elektropredenja može pripremiti niz različitih tipova nanovlakna, što obogaćuje polje primjene proizvoda od PVDF nanofiber membrana, i široko je korištena tehnologija u graničnim istraživanjima. ① Elektrospun akrilonitrilni (PAN) sloj nanovlakna, poliviniliden fluorid (PVDF) i antimon kalaj oksid (ATO) kompozitna nova fototermalna konverzijska nanovlaknasta membrana, hidrofilnost PAN sloja osigurava kanale za prijenos vode kako bi se izbjegao lokalni transfer topline, ostvario efikasan lokalni prijenos topline poboljšati desalinizaciju morske vode i efikasnost prečišćavanja vode. ②Elektrospun PVDF-SiO2 membrana od nanovlakna ima visoku hidrofilnost i lošu lipofilnost, i pokazuje dobre performanse odvajanja za različite brzine protoka, početne koncentracije ulja i sisteme ulje-voda. Ima široku perspektivu primjene u tretmanu zauljenih otpadnih voda. ③ rGO/PVDF membrane sa različitim koncentracijama rGO pripremljene elektrospinovanjem primenjene su u AGMD sistemu za tretman slane vode, pokazujući veći tok vode i desalinizaciju permeata, i nižu koncentraciju bora ili soli permeata.
Budući razvoj se mora odvijati u pravcu smanjenja troškova, poboljšanja performansi, povećanja stabilnosti i produženja radnog vijeka. ① Poboljšati mehaničku čvrstoću, anti-aging, otpornost na vremenske uvjete, poboljšati vijek trajanja i kvalitet tretmana; ② Obogatite tipove membrana za tretman vode, nositi se s pročišćavanjem vode različitog kvaliteta i prilagoditi se posebnim radnim uvjetima kao što su visoka temperatura, kiselo-bazno okruženje; ③ Modifikacija hidrofilnih svojstava poboljšava zaštitu od zagađenja. Adsorpcioni materijal se lako čisti; ④ Razumno dizajnirajte veličinu otvora za filter, raspored otvora filtera povećava efektivnu površinu filtracije i poboljšava protok membrane.
