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膜蒸馏用聚偏氟乙烯微孔膜的结构控制__制膜条件的选择和膜蒸馏性能

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第J卷B第
z,
3期6
水庵理技衡
TECllNOLOGYOF
o
,
oS18lN
,
92
年
月
WATER
,lREAIMENl
`Ju
n
1992
膜蒸馏用聚偏报乙烯微孔膜的
结
1
.
构控
彭
制
.
制膜条件的选择和膜蒸馏性能
瑛
吴庸烈
孔
杨金荣曦徐纪乎
(中国科学院长春应用化学研究所
要
,
为了提高架偏氛乙烯橄孔膜的膜蒸馏通量
本文时制膜条件进行了综合控制
。
,
在铸膜液中加入了丙酮溶胀剂
。
,
并采用乙醇水溶液作凝固浴
。
研究了挥发时间和凝
。
。
阅浴中乙醉含童衬膜形态结构的影响
,
,
、
比较了由不同制膜条件制得的膜的膜英馏性
Z·
能结果表明适当选择制膜条件能得到膜蒸馏性能优良的膜其截留率近于10%
在晚侧温度为5℃冷侧温度为25℃时膜的膜蒸馏通量可达
近反渗透膜的水平
。
,
22
.
5kg
(/m
h
,
己接
关健饲
:
聚偏氛乙烯
,
很孔膜
,
制膜条件
,
膜形态结构
,
膜蒸馏
一
、
前
侣门阅
吉
`曰
优良的膜蒸馏性能依赖于对膜的疏水性
控制
。
、
孔径
、
孔隙率以及形态结构等多种因素的有效
,
用无机盐
,
,
如氯化锉
,
代替水溶性高分子作添加剂明显地提高了所得膜的疏水性I
虽然截留率明显提高
,
,
’
l,
但由于所得膜平均孔径较小
,
但蒸馏通量没有明显的改善
,
。
在前两文
中I
里3】
、
我们分别研究过铸膜液中含丙酮时挥发时间对膜形态结构的影响和铸膜液中无丙酮
时凝固浴组成对膜形态结构的影响
表明在铸膜液中加入丙酮时
,
控制较长的挥发时间可以
,
得到孔隙率较高于制成干膜隙率制
。
。
、
孔径较大的膜
,
,
但也发现如挥发时间过长
,
。
所得膜的机械强度较差不易
同样铸膜液中无丙酮时
、
凝固浴中乙醇含量的增加也利于提高平均孔径和孔
,
,
但也存在膜的机械强度较低的间题
为了得到机械强度高膜蒸馏性能好的聚偏氟乙烯膜
,
,
我们对制膜条件进行了综合控
,
在铸膜液中加入丙酮作溶胀荆的同时
采用乙醇水溶液作凝固浴
,
研究了凝固浴组成和
。
挥发时间对膜形态结构的综合影响
收摘日捆*
91一03一20
比较了不同制膜条件下所得膜的膜蒸馏性能对制膜
*国家自然科学若金资助裸暇

18
水魔份挂衡
,
18期卷
。
条件进行选择得到了机械强度较好
,
膜蒸馏性能优良的聚偏氟乙烯微孔膜
、
二
1
。
实验
=
成创奋
,
、
将来偏奴乙烯(上海有机氟研究所
下溶于160ml二甲基乙酸胺中
。
叮t`
oc
一51209
,
、
氯化锉12
9
,
丙酮
40
ml在30℃
0
.
经过滤
,
脱气后在30℃下均匀地在玻璃板上涂成
。
。
3
mm
。
厚的薄膜
2
。
,
控制一定挥发时间后
,
浸入凝固浴中成膜湿膜用于测定平均孔径和孔隙率湿
膜经干燥后
(l
制成干膜
,
用于扫描电镜和膜蒸馏性能的测试
成性能
膜平均孔径和孔隙率膜形态结构
。
用滤速法测定平均孔径,用称重法测定孔隙率
,
。
(2
干膜在液氮中断裂
溅射铂金后
,
JAX一80型扫描电用日本JOEL(
1
。
子显微镜测试
3膜蒸馏性能(
采用直接接触式膜蒸馏装置测试(图暖侧为5℃的。
.
5
mlo/L
尸
~
a
一包
膜英馏实脸装里
,
图1
族
,
2系
,
3
泵
,
4N
CI溶浓容器5
烧杯
,
`
纯水容器
,
7
冷郊系统
,
3加热系统
的抓化钠水溶液
,
冷侧为25℃的蒸馏水
。
用电
。
。注xǎ工`出丫嵘翁件
导仪侧定蒸馏浓的抓化钠浓度并计算截留率
平均孔径
、
八次价雌压
“
三
1
.
、
结果与讨论
,
\<//
/
.
。
-
~\\
.
-
`尸尸
孔皿举
报.浴的.晌
控制挥发时间研究凝固浴中乙醇含量对找出最佳凝固浴组成
,
。
。
膜形态结构的影响
图
2
,
乙口含.(%
,
0mn为挥发时间为1i时凝固浴中乙
图2
铸膜液中加入丙酮时凝固
勺十
乙醉含量响叉平人孔径及浴陈孔中率的影
J
二尹
醉含t对膜的平均孔径和孔隙率的影响平均

卷18期
孔径在乙醇含量为
。
孔
.
瑛等3
膜蒸馏用聚偏氟乙烯微孔膜的结构控制
,
.
1
。
19
%时达到最大佰
,
33孔3隙率则随乙醇含量的增加而略有降低而同时也
发现铸膜液中加入丙酮后强度
,
0%时所得膜具有较好的机械在凝固浴中乙醇含最不超过5
图3
(
a
不同凝固浴组成制得膜的电镜照片
%
乙阵
,

o
(b
33
%冷
乙薄
,
(
c

50%奋乙醉
,
(1断面
(2上表面
(3下表面
从图从上
、
3
断面电镜照片来看
,
:
凝固浴为水时
,
,
膜的指状孔部分所占比例较大
。
,
采用乙醉水
。。
溶液为凝固浴后面的孔较小均匀
。
指状孔所占比例减小
:
.
海绵状结构部分增厚
,
整个膜结构较为疏松
,
下表面电镜照片来看
,
下表面的孔为裂纹孔
3%时,
随乙醇含且的增加变化不大
,
上表
在凝固浴含t为3上表面的孔最大
,
而且较规则
。
孔径分布也较
因此
,
凝固浴中乙醉含盈为33
.
3%时制得的膜较适合用干膜蒸馏

1
。
永尾理拨街
娜发时间的.晌
卷18期
2
,
如图4所示
,
,
随着挥发时间的延长
,
平均孔
xO(l盆日丫
、、
径和孔隙率均呈现横里S形变化规律出现极小
值和极大值但在实验范围内平均孔径变化的幅
孔阵率
,
比公嵘玲
.
í次(昭理斧
度并不大
。
戒霖》、
挥发时间(min
。
一
卜、
。
从圈5可知
,
随着挥发时间的增加
。
,
指状孔
O勺`
的生长方向发生不规则的变化绵状和指状结构的孔变化不大
,
。
所得膜仍兼有海
,
,
从图6可知
随着挥发时间的增加
,
上表面
,
图
4
投网浴为3
但短挥发时间如
,
3m
ni得到
挥发时间时平均孔径和孔陈率的
的膜的下表面比较致密这是孔隙率出现极小值
影响
的主要原因较合适
3
。
.
从操作方便和膜的机械
,
强度等因素考虑
,
选择无挥发时间比
。
一
3%乙
醉水溶液时
,
制得的膜也适用于膜蒸馏成燕工性能的比较
1
,
中可以看出铸膜液中丙
酮的加入对膜结构和膜蒸馏性能有截
从表
显着影响
。
加入丙酮后
,
,
膜的孔径和凝固浴采用
孔隙率都得到普追提高
乙醇水溶液时以提高
,
。
不仅膜的机械强度得
并可得到兼有大孔径和高孔
,
除率的因此铸膜液中加入丙
瓜
附
、
乙醉水琳液作为报固荆后
,
,
,
综合
选择制膜条件可以得到摸蒸馏性能
优异的聚偏氛乙烯微孔膜
、
,
0。%的截留率接近于1
温度为5℃冷侧温度为25℃时可达
其膜蒸馏
通里在暖侧
5kg(2盏l
mth
.
。
这一通t已达到和
,
[`一】,
超过了商品膜的水平透膜过程的通t水平
接近反渗
。
口.0门尾
阅托护
7
,00
一
070`J目r
声
I、`峰卜j卜
”
】
为膜蒸馏的大
制得PVDF膜的断面电镜照片
挥发时间:
a.
规棋应用打下了良好的基础
0
.
B:3
,
c
:
10
,
d
:
16

18期卷
孔瑛等
膜蒸馏用聚偏氟乙烯微孔膜的结构控制皿
。
宁I1
图凝固浴为
挥发时间:
a:
.
,
%乙醇水溶液时制得的PVDF膜的表面电镜照片
O
,
b
:
3
,
e:
10
,
d
:
16
,
(1:上表面
.
,
(2:下衰面
表
制腆条件
1
膜燕妞性能的比较
腆
结孔睐率(%
781800770
一虎曰ù.内`JJ廿吸U.石知ó
构
腆
平均孔径(卜m
00170038003公
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峨号
祷腆液
吸丙加未
报固浴
膜
(卜m
76100
通
截臼率

(%
(kg/m
一
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ALI3
水
乙阵水箱滚
463800
。
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加入
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乙阵水溶液
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,
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CI溶液暇侧55℃
,
冷侧25℃
。

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18期卷
~
比尸r
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四
在铸膜液中加入丙酮
。
、
结
论
,
,
采用乙醇水溶液作凝固剂后
。
、
对制膜条件进行综合选择
、
,
可以得
·
到膜蒸馏性能极佳的聚偏氟乙烯微孔膜
,
。
所得膜机械强度好
。
孔隙率高
、
孔径较大而且分布
.
,
(mh/
截留率近于10%已接近反渗透膜过程的通量水平达到和超过了目前商品膜的膜蒸馏通量
均匀制腆条件控制适当其膜蒸馏通t在暖侧为5℃冷侧为25℃时可达25kg
,
。
,
孔琪,
,
考
,
文
(1
:
献
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布分于学术论文报告会硕印集
,
,
成都19Rg.11a4
.
孔琪孔琪
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、
吴庸烈等水处砚拉术
,
1992一18(1:1992一18(幻.
,
、
哭姗烈等,
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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/66b50b50ccbff121dd36838d.html

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