【摘 要】
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聚偏氟乙烯(PVDF)材料具有良好的耐热性、耐化学腐蚀性,其机械性和成膜性优异,是最受关注的膜材料之一并广泛应用于膜分离领域。MOF作为一类高度有序的结晶多孔材料,其结合了
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聚偏氟乙烯(PVDF)材料具有良好的耐热性、耐化学腐蚀性,其机械性和成膜性优异,是最受关注的膜材料之一并广泛应用于膜分离领域。MOF作为一类高度有序的结晶多孔材料,其结合了无机(金属离子)和有机(配体)物的特点,引起广泛的研究热潮。本论文主要以MOF-199材料为改性材料,制备了PVDF超滤膜及纳滤膜,深入研究了MOF-199及MOF-199@GO材料对PVDF超滤膜及纳滤膜结构、性能的影响,具体研究内容如下:1.制备了具有良好抗污染性和抗菌性的MOF-199/PVDF超滤膜。利用MOF-199材料的水不稳定性和水溶性,将其作为添加剂和致孔剂制备了MOF-199/PVDF超滤膜。探究了不同MOF-199纳米材料添加量对PVDF超滤膜结构和性能的影响。性能测试和表征结果表明,MOF-199添加量为5wt%的M5超滤膜,在保持同样截留率的同时具有较高的纯水通量。这得益于MOF-199纳米材料在相转化过程中作为致孔剂的作用从铸膜液中溶出,大大提高了其膜孔隙率。此外,对M5膜进行一系列测试研究了膜的长期稳定性,表明M5膜在实际过滤过程中能够保持较高的通量并且不会造成二次重金属污染。通过抗污染性能测试和抗菌性测试,表明了MOF-199/PVDF超滤膜在水处理领域中具有良好的潜力。2.制备了具有良好分离性能、完整稳定的MOF-199@GO/PVDF纳滤膜。界面聚合制备纳滤膜过程中,PVDF膜表面因其具有强疏水性而不能与水相溶液充分、全面接触,限制了水相单体在膜表面的均匀分散。为改善MOF-199的水不稳定性,合成了MOF-199@GO复合材料。通过将MOF-199@GO复合材料负载到PVDF支撑膜上,克服了其疏水性并成功制备了MOF-199@GO/PVDF纳滤膜。探究了在MOF-199@GO复合材料溶液中不同的浸泡时间对PVDF纳滤膜膜结构和性能的影响。表征和性能测试结果表明,浸泡时间为16h的MG3纳滤膜,大大提高了对一价和二价盐的截留率。通过粗糙度和Zeta电位的表征,表明MG3具有良好的抗污染性能。
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