聚乙烯吡咯烷酮PVP在水處理膜中的應(yīng)用

  新聞資訊     |      2022-04-26 16:40
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一種水溶性高分子,具有極佳的親水性。通過PVP的加入,可極大改善聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚砜(PS)等的親水性。
1、綜述
膜按孔徑分,有微濾、超濾、反滲透、滲析膜、滲透氣化膜、氣體分離膜與離子分離膜等。其中微濾與超濾的機(jī)理為篩分機(jī)理,其它為溶解擴(kuò)散機(jī)理。按結(jié)構(gòu)可分為對稱膜與非對稱膜兩種。制膜方法,目前主要有相轉(zhuǎn)化法、熔融拉伸法、徑跡蝕刻法和無機(jī)膜的燒結(jié)法等。相轉(zhuǎn)化法是制備微濾和超濾膜最廣泛的一種方法。相轉(zhuǎn)化法,就是配制一定組成的均相的聚合物溶液,通過一定的物理方法改變?nèi)芤旱臒崃W(xué)狀態(tài),使其從均相的聚合物溶液發(fā)生相分離,最終轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)三維大分子網(wǎng)絡(luò)式凝膠結(jié)構(gòu)。這種三維網(wǎng)絡(luò)狀大分子凝膠即構(gòu)成分離膜。
相轉(zhuǎn)化法根據(jù)改變?nèi)芤簾崃W(xué)性質(zhì)不同,可分為溶劑蒸發(fā)相轉(zhuǎn)化法、熱致相轉(zhuǎn)化法、氣相沉積相轉(zhuǎn)化法和浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法。其中浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法制備工藝最簡單,也能更好的調(diào)節(jié)膜的性能和結(jié)構(gòu),是制備超濾和微濾最廣泛的一種方法。其中超濾膜的膜截留分子量為1000-100000。
2、影響膜性能的因素
鑄膜液的組成、制膜條件、凝膠浴溫度及組成、成孔劑的組成這四方面共同影響膜的性能,主要體現(xiàn)在傳質(zhì)速度上。其中成孔劑影響的是鑄液膜體系的分相熱力學(xué)和傳質(zhì)動(dòng)力學(xué),從而影響成膜過程,改變膜結(jié)構(gòu)。
3、PVP成孔機(jī)理
PVP作成孔劑時(shí),會(huì)在膜的表面富集,當(dāng)膜的表面和水接觸時(shí),PVP就會(huì)溶解于水,形成非溶劑進(jìn)入膜內(nèi)部的通道,而這些點(diǎn)構(gòu)成了指狀孔的生長點(diǎn),在隨后的過程中向膜母體增長形成指狀孔。最終聚合物濃相成膜,聚合物稀相被洗脫(PVP)。
4、添加比例
PVP的添加比例一般在2-8 wt %(該區(qū)間不固定,要根據(jù)具體的制膜條件來定)。添加量增高,會(huì)增加膜孔隙率,但降低了膜的強(qiáng)度和疏水性,會(huì)影響膜的使用性能。