膜蒸馏过程是以疏水微孔膜为分离介质的高效膜分离过程,近年来在水处理领域得到广泛关注。制备高通量的疏水微孔膜是进一步提高膜蒸馏性能的关键。活性炭是性能卓越的无机碳材料,’与有机聚合物结合能够显著提升分离膜性能,具有广阔的应用前景,若能将活性炭微粒很好的分散到PVDF膜中,并解决无机粒子与有机膜材料间的相容性问题,则有望极大改善膜的分离性能。针对上述目标,本文围绕制备高通量疏水PVDF/AC混合基质膜的主题,主要研究内容及结果如下:本文通过对活性炭微粒进行氟烷基化改性,在其表面接枝多氟烷基链,用以提高与PVDF膜的相容性,改善活性炭微粒在膜中的团聚问题。改性之后,活性炭微粒在有机溶剂和膜材料中的分散性得到明显的提高,为制备混合基质膜提供基础。通过将八氟戊醇(OFP)改性后的活性炭微粒掺杂至PVDF铸膜液中,利用干湿相分离方法制备了 PVDF/AC-OFP平板膜。膜的疏水性有明显提高,水接触角达到128.2°;当掺杂碳含量为0.15wt%时,膜蒸馏通量达到41.4kg/m2.h,相比于掺杂未改性AC的PVDF/AC膜,提高了 38.2%。在此基础上,分别选取四氟丙醇、十二氟庚醇、十六氟壬醇为氟烷基化试剂对活性炭进行氟烷基化接枝,考察了接枝链结构对铸膜液稳定性、炭在铸膜液及膜本体中的分散情况,以及对分离膜性能的影响。结果表明:四种改性活性炭均能在膜材料中分散存在,且接枝链较长的AC-F16对膜的疏水性提高和孔径的增加有更积极的促进作用。经过膜蒸馏测试发现,相比于PVDF/AC膜,四种PVDF/AC-F平板膜的膜蒸馏通量均有不同程度的增加,且PVDF/AC-F16膜的膜蒸馏通量达到最大的44.7kg/m2·h。