导　　师： 郭祀远

学科专业： H2202

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 聚偏氟乙烯(PVDF)是应用最广泛的分离膜材料之一,但是PVDF的强疏水特性使这种膜在水介质过滤中存在通量低,易污染的问题,从而限制了其在水处理中的广泛应用。因此,提高PVDF膜的亲水性成为研究的热点。近年来,将各种无机组分引入PVDF基质中,制备兼具有机高分子材料和无机材料优良性能的杂化膜的研究备受关注。主要研究了无机纳米组分的掺杂对杂化薄膜结构与性能的影响,但理论分析不够深入,而且多是采用直接分散的方法,容易产生相分离。本论文采用溶胶-凝胶技术制备PVDF/Al2O3纳米杂化薄膜,在PVDF铸膜液中直接掺杂异丙醇铝,通过水解缩聚反应原位生成无机相,并采用乙烯基三甲氧基硅烷作偶联剂以促进有机/无机两相的相容性,有效避免了相分离现象。同时研究了无机组分对杂化膜结构与性能的影响规律,从热力学和动力学角度探讨杂化膜的成膜机理,并对由杂化膜组成的膜生物反应器在松香废水处理中的应用进行了初步的研究。主要研究内容和结果摘要如下:一、PVDF/Al2O3杂化膜的制备及结构性能研究本文首先通过酸催化异丙醇铝制备聚偏氟乙烯/氧化铝杂化膜,分别对其化学结构、微相结构与性能进行了研究。结果表明,加入异丙醇铝后,生成的纳米粒子可以促进膜表面微孔的形成,孔隙率增大,膜内指状孔变得发达,但是添加量过多时,会破坏膜的结构,产生大空穴。因此适当添加异丙醇铝可以使膜的分离性能得到改善,提高膜的水通量和截留率。同时,添加异丙醇铝生成的纳米氧化铝对杂化膜具有增韧效果,而且由于膜的表面粗糙度降低和亲水性增强使膜的耐污染能力得以提高,而对膜的热稳定性和熔点的影响不明显。二、改性PVDF/Al2O3杂化膜的制备与表征通过对PVDF进行化学改性,然后再与异丙醇铝掺杂,以乙烯基三甲氧基硅烷作偶联剂制备两相

关 键 词： 聚偏氟乙烯 异丙醇铝 溶胶 凝胶法 杂化膜 膜生物反应器 松香废水处理

领　　域： [一般工业技术]