Chem.|pvdf微滤膜修饰

Chem.Eng.Res.Des.：PVP-co-PMMA电纺纤维层修饰疏水性PVDF微滤膜可增强其防垢性
DOI:10.1016/j.cherd.2021.05.004
多种材料可用于膜的制备，为通过膜技术进行高效的废水处理奠定了基础。聚合物膜在处理含油废水时具有结垢倾向高的缺点，从而降低了膜通量。在这项研究中，使用聚多巴胺（PDA）涂层进行简单的表面修饰，并结合静电纺丝技术在疏水性商用聚偏氟乙烯（PVDF）膜上形成了一层附加涂层，从而为油水分离提供了亲水性表面和防垢性。通过长达12h的沉积，用PDA对孔径为0.22μm的PVDF微滤膜进行表面修饰。在修饰的聚多巴胺膜上静电纺丝一层聚乙烯吡咯烷酮-co-聚甲基丙烯酸甲酯（PVP-co-PMMA）。与市售的PVDF微滤膜相比，经修饰的膜具有亲水性表面、较高的净水通量，并且减轻了乳液过滤过程中的结垢。经过简单修饰形成的多层膜在清洗后的净水通量增加至原先的4倍。

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图1.静电纺丝系统图像：（a）高压电源，（b）注射泵和（c）旋转收集器。

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图2.膜表面的SEM图像（15kV和x6000）：（a）清洁的PVDF对照膜，（b）清洁的PDA修饰PVDF膜，（c）清洁的PDA/PVP-co-PMMA电纺层修饰PVDF膜—缩小（15kV和x1000）；膜横截面的SEM图像（15kV和x1000）：（d）清洁的PVDF对照膜，（e）清洁的PDA修饰PVDF膜，以及（f）清洁的PDA/PVP-co-PMMA电纺层修饰PVDF膜。

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图3.（a）PVDF对照膜，（b）PDA修饰PVDF膜和（c）DA粉的ATR-FTIR 。

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图4.PVDF对照膜和聚多巴胺修饰PVDF膜的ζ电位。

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图5.PVDF对照膜、聚多巴胺修饰PVDF膜和PDA/PVP-co-PMMA电纺层修饰PVDF膜的吸水率。

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图6.PVDF对照膜、多巴胺修饰膜以及多巴胺和PVP-co-PMMA电纺层修饰膜的净水渗透性和保油性。

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图7.PVDF对照膜、多巴胺修饰膜以及多巴胺和PVP-co-PMMA电纺层修饰膜的油乳液通量。

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图8.经过物理和化学清洁的PVDF对照膜、多巴胺修饰膜以及多巴胺和PVP-co-PMMA电纺层修饰膜的净水渗透性。

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图9.膜表面的SEM图像（15kV和x6000）：（a）污染的PVDF对照膜，（b）清洁的PVDF对照膜，（c）污染的PDA修饰PVDF膜，（d）清洁的PDA修饰PVDF膜，（e）污染的PDA/PVP-co-PMMA电纺层修饰PVDF膜，（f）清洁的PDA/PVP-co-PMMA电纺层修饰PVDF膜。所有的污染膜均在清洁程序（物理和化学）之前获得，而清洁膜则在清洁程序之后获得。

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【Chem.|pvdf微滤膜修饰】图10.膜横截面的SEM图像（15kV和x6000）：（a）污染的PVDF对照膜，（b）清洁的PVDF对照膜，（c）污染的PDA修饰PVDF膜，（d）清洁的PDA修饰PVDF膜，（e）污染的PDA/PVP-co-PMMA电纺层修饰PVDF膜，（f）清洁的PDA/PVP-co-PMMA电纺层修饰PVDF膜。所有的污染膜均在清洁程序（物理和化学）之前获得，而清洁膜则在清洁程序之后获得。