PVDF油水分离膜材料方面取得系列新进展！

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2020-03-31  环球过滤分离技术网   globalfiltet3

近期，中科院宁波材料所刘富研究员团队（先进功能膜）在高性能聚偏氟乙烯（PVDF）油水分离膜方向取得了一系列新成果。


PVDF瞬时催化及油水分离膜


针对复杂体系的油水分离问题，以机械性能和热稳定性能优异的聚偏氟乙烯（PVDF）为基膜，制备得到具有微纳米多级组装结构的PVDF-AuNPs微反应器分离膜。



首先利用聚多巴胺作为膜表面“功能涂层”，对PVDF基膜进行初步修饰，然后将AuNPs微球通过动态过滤的方法负载到PVDF的指状孔内，形成微反应器。所得膜能够对含有硝基苯酚的水包油复杂体系，实现瞬时的硝基苯酚催化降解和油水分离。



该方法对于将油水分离膜应用于实际含油废水处理，起到了重要的推动作用。相关工作已经发表于Chemical Engineering Journal, 2018, 334,579，王建强副研究员和吴紫阳为共同第一作者，刘富研究员为通讯作者

具有超稳定刚性浸润表面的柔性PVDF油水分离膜


针对通常聚合物微孔膜的表面微纳结构不稳定、在化学腐蚀及物理损伤下易蠕变及衰减的问题，通过仿生植物根系固定土壤模型，利用微孔PVDF膜表面的微纳结构限域固定TiO2纳米粒子，制备了具有刚性界面TiO2界面的柔性PVDF微孔膜。

所得膜具有优异的稳定性，能够抵抗极端物理损伤（液压、手指擦拭、液氮淬火后砂纸磨擦）、高温和苛刻的化学腐蚀（强酸、强碱、强氧化剂次氯酸钠），并且能够连续有效分离含有表面活性剂的油包水乳液。

在错流模式下，通过负载超亲水纳米TiO2粒子制备的PVDF膜，可实现水包油乳液的连续分离（通量达1700L/(m2·h)，分离效率＞96%).

相关工作已经发表在Scientific Reports, 2017, 7: 14099，熊竹副研究员和林海波为共同第一作者，刘富研究员为通讯作者，文章发表后受到了同行的广泛关注.

超大通量静电纺丝PVDF油水分离膜


除了油水废液的复杂性和膜界面稳定性的制约，油水分离膜往往也受限于膜的低通量和易污染性。针对该问题，团队采用静电纺丝技术，通过将静电纺丝和静电喷涂相结合，制备得到了具有超高通量的PVDF纳米纤维油水分离膜，具有独特的微米级纤维及纳米级微球复合的结构。



将该膜应用于高粘度的十甲基环五硅氧烷包水体系时，渗透系数高达88166±652L/(m2·h·bar)（分离效率＞99%），远高于已报道数据。该方法制备过程简单，无需复杂的表面改性过程，是一种适宜工业化生产的新方法。

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